Анализ моделей прогноза напряженно-деформированного состояния техногенных грунтов низкой прочности

Рассмотрены вопросы анализа моделей прогноза напряженно-деформированного состояния в геотехнических сооружениях, сложенных грунтами низкой прочности. Основное внимание уделено техногенным грунтам, используемым для формирования гидроотвалов, хвостохранилищ, шламохранилищ и других искусственно созданных геотехнических сооружений. Отмечено, что грунты с низкой прочностью характеризуются высокой сжимаемостью, их механическое поведение в значительной степени зависит от состояния и структуры. В связи с этим обеспечение устойчивости и эксплуатации геотехнических сооружений на грунтах низкой прочности может быть реализовано с помощью комплексного геомеханического анализа, вследствие которого определяется выбор оптимальных технологических решений и прогноз ожидаемых геомеханических процессов. Показано, что традиционные методы расчета для оценки механического поведения грунтов низкой прочности не могут быть использованы, таким образом, основная задача заключается в использовании различных альтернативных методов расчета, например, применении численных методов анализа (метод материальных точек, метод гидродинамики сглаженных частиц, связный Лагранж-Эйлеровый метод), используемых для прогноза напряженно-деформированного состояния объектов инженерного дела. Полученные результаты в ходе дальнейших исследований будут положены в предполагаемый подход обеспечения устойчивости геотехнических сооружений на основаниях низкой прочности.

Карасев М. А., Поспехов Г. Б., Астапенко Т. С., Шишкина В. С. Анализ моделей прогноза напряженно-деформированного состояния техногенных грунтов низкой прочности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11. – С. 49–69. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_11_0_49.

Карасев Максим Анатольевич¹ — д-р техн. наук, доцент, e-mail: karasevma@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-8939-0807, 
Поспехов Георгий Борисович¹ — канд. геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: pospehov@spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-9090-5150,
Астапенко Татьяна Сергеевна¹ — аспирант, e-mail: tnastapenko@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-6581-2550,
Шишкина Вероника Сергеевна¹ — студент, e-mail: s181165@stud.spmi.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Астапенко Т.С., e-mail: tnastapenko@yandex.ru.

1. Протосеня А. Г., Катеров А. М. Обоснование параметров реологической модели соляного массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 3. — С. 16—28. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_16.

2. Беляков Н. А., Беликов А. А. Прогноз целостности водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении калийных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 33—46. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_33.

3. Мустафин М. Г., Кологривко А. А., Васильев Б. Ю. Анализ точности построения цифровых моделей рельефа на основе данных периодического воздушного лазерного сканирования горнопромышленного объекта // Горный журнал. — 2023. — № 2. — С. 56—62. DOI: 10.17580/gzh.2023.02.09.

4. Карасев М. А., Петрушин В. В., Рысин А. И. Применение метода конечно дискретных элементов для описания механики поведения соляных пород на макроструктурном уровне // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 4. — С. 48—66. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_4_0_48.

5. Казанин О. И., Ильинец А. А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 41—48. DOI: 10.31897/PMI.2022.1.

6. Протосеня А. Г., Катеров А. М. Развитие напряженно-деформированного состояния комбинированной крепи вертикального ствола, пройденного в соляном массиве // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-1. — С. 100—113. DOI: 10.2 5018/0236_1493_2022_61_0_100.

7. Игнатьев С. А., Судариков А. Е., Имашев А. Ж. Современные математические методы прогноза условий поддержания и крепления горных выработок // Записки Горного института. — 2019. — Т. 238. — С. 371—375. DOI: 10.31897/pmi.2019.4.371.

8. Малюшицкий Ю. Н. Устойчивость насыпей-отвалов. — Киев: Будивельник, 1975. — 176 с.

9. Madabhushi G. Centrifuge modelling for civil engineers. CRC press, 2017. — 324 р.

10. Абелев М. Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений. — М.: Стройиздат, 1973. — 145 с.

11. Абелев М. Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. — М.: Стройиздат, 1983. — 249 с.

12. Амарян Л. С. Свойства слабых грунтов и методы их изучения. — М.: Недра, 1990. — 224 с.

13. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Карасев М. А., Кутепов Ю. Ю. Прогноз формоизменения намывных массивов гидроотвалов при складировании на них отвальных насыпей // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 23—27. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.05.

14. Mirsayapov I. T., Koroleva I. V. Deformation of clay soils under regime long-term static loading / 17th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, ECSMGE 2019-Proceedings. 2019. DOI: 10.32075/17ECSMGE-2019-0956.

15. Liu G., Xie Q., Fan G., Qian F., Qi C. Model test on bearing capacity characteristics of heat exchanger piles in saturated clays // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2017, vol. 36, no. 10, рр. 2535—2543. DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2017.0370.

16. Беляков Н. А., Емельянов И. А. Развитие подхода к обработке результатов измерений напряженного состояния методом кольцевой разгрузки // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2022. — № 2. — С. 192—207. DOI: 10.46689/2218-5194-2022-2-1-192-207.

17. Козловский Е. Я., Журавков М. А. Определение и верификация параметров расчетной модели соляных пород с учетом разупрочнения и ползучести // Записки Горного института. — 2021. — Т. 247. — С. 33—38. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.4.

18. Ковальский Е. Р., Громцев К. В., Петров Д. Н. Моделирование процесса деформирования междукамерных целиков в условиях закладки очистных камер // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 87—101. DOI: 10.25018/02361493-2020-9-0-87-101.

19. Барях А. А., Девятков С. Ю., Денкевич Э. Т. Математическое моделирование развития процесса сдвижения при отработке калийных руд длинными очистными забоями // Записки Горного института. — 2023. — Т. 259. — С. 13—20. DOI: 10.31897/PMI.2023.11.

Литературу с п. 20 по п. 50 смотри в REFERENCES.

51. Дашко Р. Э. Инженерно-геологический анализ и оценка водонасыщенных глинистых пород как основания сооружений. — СПб.: Институт «ПИ Геореконструкция», 2015.

52. ОДМ 218.4.4.002-2020 Методические рекомендации по использованию существующих насыпей из слабых и обводненных грунтов при реконструкции автомобильных дорог [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://rosavtodor.gov.ru/storage/app/media/ uploaded-files/218.4.4.002-2020.pdf (дата обращения: 20.03.2023).

53. BS 1377-7 Methods of test for soils for civil engineering purposes. Shear strength tests (total stress) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.gostinfo.ru/catalog/ Details/?id=6754255 (дата обращения: 20.03.2023).

54. ГОСТ 12248.3-2020 Определение характеристик прочности и деформируемости методом трехосного сжатия. Soils. Determination of strength and deformation parameters by triaxial compression testing [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://docs.cntd.ru/ document/566409062 (дата обращения: 20.03.2023).

55. ГОСТ 34276-2017 Методы лабораторного определения удельного сопротивления пенетрации. Soils. Methods of laboratory determination of the specific resistance to penetration [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200157117 (дата обращения: 20.03.2023).