Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №1.

В этой связи Горным институтом КНЦ РАН проведены постановочные комплексные полевые экспериментальные и компьютерные исследования, для которых в качестве прототипа объекта исследований была выбрана насыпная земляная плотина. Экспериментальные исследования включали в себя георадарные зондирования и сейсмотомографию тела плотины, в результате чего были определены механические характеристики грунтов, местоположение кривой депрессии и водопроводящих каналов, и была построена геомеханическая модель плотины [ 2 ]. Модель исследована в упругопластической постановке методами компьютерного моделирования по алгоритму, представленному на рис. 2 . Рис. 2. Геомеханическая модель и компьютерное моделирование насыпной грунтовой плотины-дамбы В результате исследования установлены закономерности деформирования и смещения тела сооружения, а также формирование кривой депрессии в теле в зависимости от свойств слагающих его грунтов и уровня внешней водной нагрузки. Из рисунков 2 и 3 следует, что процессы деформирования захватывают не только тело самой плотины, но и подстилающее основание на глубину, примерно равную высоте плотины (для исследуемого случая). Причем на начальной стадии нагружения в центральной части плотины происходит уплотнение (усадка), но в последующем проявляется ее «выпучивание» примерно на величину усадки (рис. За). Горизонтальные перемещения гребня плотины аппроксимируются зависимостью у = 0 , 15 х 2 + 0 , 17 х +17 и возрастают с увеличением нагрузки (уровня воды) до относительных значений 5 10"2 (рис. 36). Горизонтальные перемещения нагружаемого склона плотины аналогичны перемещениям гребня с достижением максимальных величин примерно 4 10 "2 (рис. Зг). Вертикальные перемещения при промежуточном нагружении также имеют аналогичный характер, но при максимальном нагружении, когда уровень воды повышается и достигает уровня гребня плотины, графики вертикальных перемещений свидетельствуют об образовании в приповерхностной части зоны разуплотнения (мощностью до 0.2 высоты плотины) и далее зоны уплотнения (мощностью до 0.5 высоты плотины) (рис. Зв). Результаты проведенных исследований представляют собой научную основу для прогнозирования наиболее уязвимых мест (зон) насыпного грунтового гидротехнического сооружения - дамбы. В практическом приложении результаты работы использованы для обоснования мероприятий по снижению рисков локальных разрушений дамб на начальном этапе заполнения хвостохранилища одного из горнодобывающих предприятий Кольского п-ова.