+ All Categories
Home > Documents > Stateczność obwałowania osadnika płynnych odpadów kopalnianych w świetle analizy numerycznej

Stateczność obwałowania osadnika płynnych odpadów kopalnianych w świetle analizy numerycznej

Date post: 20-Nov-2023
Category:
Upload: polsl
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
12
* Dr inż. Krzysztof Sternik, Katedra Geotechniki, Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska. KRZYSZTOF STERNIK* STATECZNOŚĆ OBWAŁOWANIA OSADNIKA PŁYNNYCH ODPADÓW KOPALNIANYCH W ŚWIETLE ANALIZY NUMERYCZNEJ STABILITY OF THE LIQUID MINE WASTES SETTLER’S EMBANKMENT IN LIGHT OF NUMERICAL ANALYSIS Streszczenie Po kilkunastu latach bezawaryjnej eksploatacji nastąpiła utrata stateczności obwałowania osad- nika płynnych odpadów kopalnianych. Obwałowanie osadnika wykonane zostało z odpadów pogórniczych. Na awarię mogły mieć wpływ różne czynniki, w tym: lokalne osłabienie mate- riału obwałowania, rozszczelnienie konstrukcji obwałowania umożliwiające filtrację przez jego korpus, oddziaływanie intensywnych opadów atmosferycznych oraz oddziaływanie wstrząsów indukowanych eksploatacją w sąsiednich kopalniach. W artykule przedstawiono wyniki anali- zy numerycznej stateczności skarp obwałowania, w których uwzględniono wpływ wybranych czynników destabilizujących. Uwzględnienie zespołu niekorzystnych czynników pozwoliło na ocenę zagrożenia osadnika awarią. Słowa kluczowe: stateczność skarpy, metoda elementów skończonych, metoda redukcji wytrzy- małości na ścinanie Abstract After a dozen or so years of failure-free exploitation the embankment of liquid mine waste settler lost its stability. The embankment has also been made of mine wastes. Failure could have been caused by various factors, including: the local weakness of embankment’s material, seepage through embankment and rain impact on its head and external slope. The paper pre- sents results of numerical analyses of embankments stability that take into account the above destabilizing factors. Increasing number of the factors assumed in the analyses shows increas- ing possibility of embankment failure. Keywords: slope stability, finite element method, shear strength reduction method
Transcript

* Drinż.KrzysztofSternik,KatedraGeotechniki,WydziałBudownictwa,PolitechnikaŚląska.

KRZYSZTOFSTERNIK*

STATECZNOŚĆOBWAŁOWANIAOSADNIKAPŁYNNYCHODPADÓWKOPALNIANYCHWŚWIETLEANALIZY

NUMERYCZNEJ

STABILITYOFTHELIQUIDMINEWASTESSETTLER’SEMBANKMENTINLIGHTOFNUMERICALANALYSIS

S t r e s z c z e n i e

Pokilkunastulatachbezawaryjnejeksploatacjinastąpiłautratastatecznościobwałowaniaosad-nikapłynnychodpadówkopalnianych.Obwałowanieosadnikawykonanezostałozodpadówpogórniczych.Naawarięmogłymiećwpływróżneczynniki,wtym:lokalneosłabieniemate-riałuobwałowania,rozszczelnieniekonstrukcjiobwałowaniaumożliwiającefiltracjęprzezjegokorpus,oddziaływanieintensywnychopadówatmosferycznychorazoddziaływaniewstrząsówindukowanycheksploatacjąwsąsiednichkopalniach.Wartykuleprzedstawionowynikianali-zynumerycznejstatecznościskarpobwałowania,wktórychuwzględnionowpływwybranychczynnikówdestabilizujących.Uwzględnieniezespołuniekorzystnychczynnikówpozwoliłonaocenęzagrożeniaosadnikaawarią.

Słowa kluczowe: stateczność skarpy, metoda elementów skończonych, metoda redukcji wytrzy-małości na ścinanie

A b s t r a c t

After adozenor soyearsof failure-freeexploitation theembankmentof liquidminewastesettler lost its stability.Theembankmenthasalsobeenmadeofminewastes.Failurecouldhavebeencausedbyvariousfactors,including:thelocalweaknessofembankment’smaterial,seepagethroughembankmentandrainimpactonitsheadandexternalslope.Thepaperpre-sentsresultsofnumericalanalysesofembankmentsstabilitythattakeintoaccounttheabovedestabilizingfactors.Increasingnumberofthefactorsassumedintheanalysesshowsincreas-ingpossibilityofembankmentfailure.

Keywords: slope stability, finite element method, shear strength reduction method

104

Oznaczeniac – spójnośćφ – kąttarciawewnętrznegoIs – wskaźnikzagęszczeniak – współczynnikfiltracjiq – wydatekfiltracjiF – współczynnikbezpieczeństwaskarpy

1. Wstęp

Mnogośćiróżnorodnośćczynnikówmającychwpływnawłaściwąpracęosadnikamate-riałówodpadowychijegoawarięplasujątętematykęwgronieproblemówporuszanychoddawnaistaleaktualnych.

Statecznośćobwałowańiskarpmożebyćanalizowanatradycyjnymimetodamirówno-wagigranicznej[7]lubcorazpowszechniejstosowanymimetodaminumerycznymi,wtymMES[8].Dostępnesąlicznepublikacjeanalizującewpływróżnychczynnikównautratęsta-tecznościskarphydrotechnicznychbudowliziemnych,wtymobwałowańosadników[1–5].Wśródnichszczególnągrupęstanowiąpublikacjeanalizującewpływydynamicznezarównowujęciudoświadczalnym[9],jakinumerycznym[6,10,14].

Materiały odpadowe pochodzące z wydobycia węgla kamiennego często są transpor-towane i składowanewformiepłynnejwspecjalniedo tegoprzeznaczonychosadnikach.Transportrozdrobnionejskałypłonnejodbywasięwpostacizawiesinywodnejrurociągiemmułowymdopierwszejkomoryosadnika,gdzienastępujewstępneoddzielenieczęścista-łychodwodynadosadowejwprocesiesedymentacji.Następniewodanadosadowajestod-prowadzanadodrugiejkomory.Większośćmułujestzatrzymywanawpierwszejkomorzeosadnika,pozostałaczęśćosadzasięwkomorzedrugiej.Wodanadosadowazdrugiejkomo-ryjestodpompowywanaitłoczonarurociągiempowrotnymdoponownegowykorzystaniawzakładzieprzeróbczym.

Wczasieużytkowania jednegozosadnikównaGórnymŚląskunastąpiłaawariapole-gającanaprzerwaniuobwałowaniakomoryosadnika iwylaniusiępłynnychodpadównaprzyległy teren.Wyrwawwalezostałaniezwłocznienaprawiona, copozwoliłonadalszeużytkowanieosadnika.

Wniniejszymartykuleopisanopróbędojściadoprzyczynawariinadrodzenume-rycznej. Studium parametryczne obejmuje wiele analiz metodą elementów skończo-nych,wktórychuwzględnionoobniżonewstosunkudoprojektowychwartościparame-trówwytrzymałościowychobwałowania,wpływnastatecznośćfiltracjiprzezwałwodyzzawiesinyorazopadówatmosferycznych,którewystąpiływokresiepoprzedzającymawarię.

2. Opis podłoża i budowy zbiornika

Przedmiotowyosadnikusytuowanyjestnaterenie,którywprzeszłościpodlegałwpły-womdeformacjigórniczych,niemniejnaskutekzakończeniaeksploatacjiodkilkudziesięciulatterentenuważasięzauspokojonygórniczo.

105

Osadnikskładasięzdwóchkomór(kwater):pierwszaopowierzchni36100m2,drugaopowierzchni27800m2.Komoryodgrodzonesągroblą.Odstronywschodniejipołudniowejotoczonesąspecjalniezaprojektowanymobwałowaniem,aodstronypółnocnejizachodniejprzylegajądoistniejącejhałdyodpadów.Widokosadnikaprzedstawiononarys.1.

Rys.1.Widokosadnikaodpadówkopalnianych

Fig.1.Viewoftheminewastessettler

Obwałowanieosadnikazbudowanejestrównieżzodpadówkopalnianych,podobnychdotych,któresąskładowane.Zbudowanojezgodniezprojektem,któryzakładałwbudowywaniemateriałuodpadowegowarstwamiomiąższości0,3–0,4mizagęszczeniedowartościwskaź-nikazagęszczeniaIs=0,92.Wysokośćobwałowaniawynosi6,0m,anachylenieskarp1:1,75.

Przekrójpoprzecznyprzezosadnikwrazzcharakterystycznymiwymiaramiidopuszczal-nymmaksymalnympoziomemskładowanychodpadówpokazanonarys.2.

Rys.2.Przekrójosadnika

Fig.2.Cross-sectionoftheminewastessettler

Podłożeosadnikawprzypowierzchniowejstrefiebudująspoisteutworyczwartorzędowewpostaciglinpylastychipiaszczystychomiąższościod0,8do3,2m.Poniżejzalegajągrun-tyniespoiste:piaskidrobneiśrednie,amiejscamipospółkiiżwiry,omiąższościod3,5do8,5m.Podwarstwągruntówniespoistychzalegająponownieglinyzwięzłezwietrzelinowe

106

omiąższościod0,6do1,0m.Jeszczeniżejzalegająutworytriasu:zwietrzałewapienie,do-lomity,margle,piaskowce.Ichmiąższośćwahasięodok.22mdoponad70m.

Możnauznać,żepodłożeosadnikajestnieprzepuszczalne.Dodatkowowzmocnionezo-stałomateriałemkamiennym.

Skarpyosadnikawykonanozeskałypłonnejhałdyzzastosowaniemizolacjiwodoszczel-nejzwarstwyglinyiiłówogrubościok.0,3m.Sammateriałskałypłonnejprzewidzianyprojektemdobudowyobwałowaniabyłmieszaninąskruszonychskałilastychouziarnieniumniejszymod50mmisklasyfikowanyzostałjakogruntgruboziarnistyzdominacjąfrakcjiżwirowej,mającycechypośredniemiędzygruntamisypkimiispoistymi.Materiałtenjestpodatnynadziałanieczynnikówatmosferycznych(oilejestwystawionynaichdziałanie),wrezultacieczegozbiegiemczasuulegarozdrobnieniu.Wodoprzepuszczalnośćmateriałuodpadowegojestzróżnicowana izmieniasięwzależnościoduziarnienia iupływuczasu.Wartośćwspółczynnikafiltracjikwynosi10–4m/sdlamateriałuświeżegoogranulacjipiaskui10–9m/sdlamateriałurozdrobnionegodopostaci iłu.Stądwprojekcieznalazłsięzapisowykonaniuwarstwyuszczelniającejziłulubgliny.Jakoochronęwarstwyglinyprzedprze-suszeniem,prowadzącymdospękaniaiutratyszczelności,przewidzianododatkowąwarstwępiaskupokrywającąskarpy.

3. Charakterystyka geotechniczna materiału obwałowania

Materiał będący produktem zakładu przeróbczego, na terenie którego znajduje sięosadnik,zostałprzebadanypodwzględemuziarnienia,zagęszczalnościiwłaściwościfil-tracyjnych[15].

Materiałodpadowycharakteryzujesiębardzowysokąwartościąwskaźnikaróżnoziarni-stościU=3598,coczynigopotencjalniebardzodobrymbudulcemobwałowania.

Współczynnikfiltracjibyłbadanywszerokimzakresiezagęszczeniamateriałuodpadowe-goIs=0,90–1,00.Wartościstwierdzonebadaniamiwahałysięwgranicachk=7,86⋅ 10–4m/sdlazagęszczeniaIs=0,90dok=9,010

–8m/sdlazagęszczeniaIs=1,0.Wartośćwspółczynnikafiltracjiwyraźniespadawrazzrosnącymzagęszczeniem.Zwracasięjednakuwagę,żeprzyniższymzagęszczeniu(Is ≈0,90)materiałodpadowypodatnyjestnaprzebiciehydrauliczne,wwynikuczegoistniejeniebezpieczeństwowymywaniafrakcjidrobniejszychigwałtownegowzrostuwodoprzepuszczalności.

4. Stateczność skarpy przewidziana projektem budowlanym

W projekcie obwałowania osadnika, sporządzonego w 1995 r., wykonane zostałoobliczeniestatecznościmetodąFelleniusa.Sprawdzeniestatecznościwykonanodlaar-bitralniezałożonej jednejpowierzchnipoślizgu.Wprojekcienieuwzględnionoparciazawiesinyodpadównaobwałowanie.Parciepłynnejmasynaobwałowaniejestsytuacjąprzejściowądomomentusedymentacjiiprzejściaskładowanegoodpaduzestanupłyn-negowstały.WyznaczonawprojekciewartośćwspółczynnikabezpieczeństwawynosiF=1,96.

Wartościobliczenioweparametrówmateriałowychzałożonewprojekciezestawionesąwtab.1.

107Ta b e l a 1

Wartości obliczeniowe parametrów materiałowych zastosowanych w projekcie osadnika

spójność c[kPa] kąttarciawewn.φ[°] gęstośćobjętościowa

ρ[t/m3]

obwałowanie(odpad) 16 34 2,2podłoże 12 14 1,76

5. Czynniki prowadzące do awarii obwałowania

Po kilkunastu latach bezawaryjnej eksploatacji osadnika, bez wcześniejszych oznakomożliwościwystąpieniaawarii,doszłodoprzerwaniaciągłościobwałowania.Wjegowy-nikuzawartośćkwaterynr1wypłynęłanasąsiadującezosadnikiempolaorazbocznicęko-lejową.Stanawaryjnypokazanonarys.3.

Rys.3.Awariaobwałowania

Fig.3.Embankmentfailure

Precyzyjneustalenieprzyczynawariiniejestmożliwe.Możnajednakwskazaćnawieleczynników,któremogłysiędoniejprzyczynić.

Za podstawową przyczynę można uznać niedostateczne zagęszczenie korpusu obwa-łowania. Jak podajePisarczykw [1]wbudowlachhydrotechnicznych stosuje się zwyklezagęszczenieniemniejszeniżIs=0,95.Przypomnijmy,żeprojektosadnikazakładałzagęsz-czenie Is = 0,92. Przy takim zagęszczeniuwartośćwspółczynnikafiltracji jest relatywniedużaiwzrastazagrożeniesufozjąiprzebiciemhydraulicznym.

Drugimczynnikiemmogącymprowadzićdorozszczelnieniaobwałowania i,wkonse-kwencji,umożliwieniafiltracjiwodyzeskładowanegomateriałuprzezjegokorpussądrganiapochodzeniagórniczego.Teren,naktórymznajdujesięosadnik,wobeczakończonej30latwcześniejeksploatacjigórniczej,uznanyzostałzauspokojony.Niemniej, stacjegeofizykigórniczejkilkuokolicznychkopalńzarejestrowaływokresiebezpośredniopoprzedzającymawariękilkanaściewstrząsów,zktórychnajsilniejszecharakteryzowałysięenergiądocho-dzącądo8⋅107Jiprzyspieszeniem174mm/s2.Podkreślićnależy,żestacjegeofizykigórni-czejsąoddaloneodosadnikao5–8km,azatemwartościparametrówwstrząsówwrejonieposadowieniaosadnikamogłybyćznaczniemniejsze.

108

Jako bezpośrednią przyczynę utraty stateczności obwałowania podać należy filtracjęwody. Na obwałowanie, oprócz wody pochodzenia przemysłowego, oddziaływały opadyatmosferyczne.Zauważmy,żeawariawystąpiławokresiepóźnowiosennym,charakteryzu-jącymsięzwiększonąilościąopadów.Intensywneopadymogłysięprzyczynićdorozrzedze-niazawiesinyodpadóworazdopodniesieniasiępoziomuwódnadosadowychiichprzelaniaprzezkoronęskarpy,inicjującegogwałtownyprzebiegprocesuerozyjnego.

Bezwzględunafaktycznyprocentowyudziałposzczególnychczynnikówwspowodo-waniuutratystatecznościobwałowania,stwierdzićmożna,żewszystkieoneprzyczyniłysiędoobniżeniawartościparametrówwytrzymałościowychirozszczelnieniajegokonstrukcji.

6. Obliczenia stateczności skarpy

6.1.Założeniadoobliczeń

Analizystatecznościobwałowaniaosadnikawykonanezostałyzzastosowaniemmeto-dyelementówskończonych(MES).Dowyznaczeniawspółczynnikabezpieczeństwauży-tyzostałalgorytmredukcjiwytrzymałościnaścinanie(c-φredukcja).AnalizystatecznościprzeprowadzonezostałyzapomocąprogramuMESZ_Soilv.10.19.Opisreakcjigruntównaobciążenieodbywałsięprzyzałożeniusprężysto-plastycznegomodeluzwarunkiemznisz-czeniaCoulomba-Mohra,niestowarzyszonegoprawapłynięciaplastycznego(kątdylatacji ψ =0)orazpłaskiegostanuodkształcenia.

Naprężeniapierwotne(początkowe)wprowadzonodomodelu,zakładającwspółczynnikparciaspoczynkowegoK0=1–sinφ.

Najpierwwykonana została analiza stateczności dlawartości parametrów założonychwprojekcie (tab.1).Wanalizieuwzględnionoparciezawiesinyodpadównawewnętrznąskarpęobwałowania.Natymetapiezałożono,żeobwałowaniejestszczelneiniewystępujefiltracja.Wynikitejanalizystanowiątłododalszychrozważań.

Wdalszychanalizachzałożono,żekorpusobwałowaniauległlokalnemurozluźnieniu,coumożliwiłoprzepływwodynadosadowejprzezobwałowanie, awartości jegoparame-trówwytrzymałościowychuległyobniżeniu.Założonofiltracjęustalonąprzezobwałowanieposadowionenanieprzepuszczalnympodłożu.Współczynnikfiltracjiobwałowaniaprzyjętoowartościk=0,48m/d=5,55⋅10–6m/s.Dodatkoweoddziaływanieopadówatmosferycz-nychuwzględniono,zakładającnakoronieobwałowaniaiskarpyzewnętrznej(odpowietrz-nej)wydatkifiltracjiodpowiadającesilnemuopadowiq=0,18m/d[12].

Odpady górnicze sąmateriałem z natury bardzo niejednorodnym i nawet przy jedno-rodnymzagęszczeniuwykazują znacznezróżnicowaniewytrzymałości, a coza tym idzie–wartościciφ.Skarżyńska[13]podajewartościparametrów,jakimimogącharakteryzowaćsięodpadypogórniczeozróżnicowanymzagęszczeniu.Możnazatemzałożyć,żewobwa-łowaniuzagęszczonymwsposóbjednorodnydowartościwskaźnikazagęszczeniaIs=0,92wystąpiłalokalniestrefaoobniżonejwytrzymałościwstosunkudozałożonejwprojekcie.Przeprowadzonezostałyanalizystatecznościobwałowaniadlawartościparametrówc=12kPaiφ=27°.

Aby pokazać, jak zmieniające sięwartości parametrówwytrzymałościowych, filtracjaorazopadyatmosferycznewpływająnastatecznośćkorpusuobwałowania,zrealizowanowa-riantynumerycznejanalizystatecznościzakładające:

109

1) wartościparametrówprzyjętewprojekcie–obwałowanieszczelne(filtracjaprzezkorpusniewystępuje),nieobciążoneparciemzawiesiny;

2) wartościparametrówprzyjętewprojekcie–obwałowanieszczelne(filtracjaprzezkorpusniewystępuje),obciążoneparciemzawiesiny;

3) wartościparametrówprzyjętewprojekcie–obwałowanienieszczelne(filtracjaustalonaprzezobwałowanie),obciążoneparciemzawiesiny;

4) wartościparametrówprzyjętewprojekcie–obwałowanienieszczelne(filtracjaustalonaprzezobwałowanie),obciążoneparciemzawiesinyioddziaływaniemopadów;

5) obniżonewartościparametrów–obwałowanienieszczelne(filtracjaustalonaprzezob-wałowanie),obciążoneparciemzawiesiny;

6) obniżonewartościparametrów–obwałowanienieszczelne(filtracjaustalonaprzezob-wałowanie),obciążoneparciemzawiesinyioddziaływaniemopadów.ModelMESzwarunkamibrzegowymi,wtymparciemzawiesinynaskarpęwewnętrzną

iwydatkiemfiltracjinakoronieiskarpiezewnętrznej,pokazanonarys.4.

Rys.4.ModelMESukładuobwałowaniaosadnikazpodłożem

Fig.4.FEMmodeloftheembankment-foundationsystem

6.2.Wynikianalizystateczności

Wwynikuprzeprowadzonychwariantówanalizystatecznościwyznaczonezostaływar-tościwspółczynnikabezpieczeństwaF(tab.3).

110Ta b e l a 3

Wartości współczynnika bezpieczeństwa dla analizowanych wariantów

Przypadek WspółczynnikbezpieczeństwaF

Parametryprojektowe,obwałowanieszczelne,bezparciazawiesiny 1,70

Parametryprojektowe,obwałowanieszczelne,parciezawiesiny 1,69Parametryprojektowe,filtracjaprzezobwałowanie,parciezawiesiny 1,40

Parametryprojektowe,filtracjaprzezobwałowanie,parciezawiesiny,oddziaływanieopadu 1,31

Parametryobniżone,filtracjaprzezobwałowanie,parciezawiesiny 1,28

Parametryobniżone,filtracjaprzezobwałowanie,parciezawiesiny,oddziaływanieopadu 1,19

Dla analizowanychwariantów układu obwałowanie–podłoże, po przeprowadzeniu re-dukcjiwytrzymałościnaścinanie,uzyskanobardzozbliżonedeformacjemodelu.Narys.5przedstawionoprzykładzdeformowanegomodeluwfazieutratystatecznościobwałowaniazfiltracjąizadanymwydatkiemfiltracjisymulującymoddziaływanieopaduatmosferyczne-gonakoronieiskarpieodwodnej.

Rys.5.Przemieszczeniawfazieutratystatecznościobwałowaniazfiltracjąioddziaływaniemopaduatmosferycznego

Fig.5.Displacementsatfailureoftheslopewithseepageandrainflux

111

a)

b)

Rys.6.Rozkładciśnieniawodywporachwobwałowaniu:a)filtracjabezoddziaływaniaopadu, b)filtracjazopademnakoronieiskarpie

Fig.6.Porepressuredistributioninembankment:a)seepagewithoutrainflux,b)seepagewithfluxoverheadandslope

112

a)

b)

Rys.7.Położeniekrzywejdepresji:a)filtracjabezoddziaływaniaopadu,b)filtracjazopadem nakoronieiskarpie

Fig.7.Locationofaphreaticline:a)seepagewithoutrainflux,b)seepagewithfluxoverhead andslope

Narysunku6pokazanorozkładyciśnieńwodywporachnatlezdeformowanychmodeli.Widaćtamróżnicewynikającezuwzględnieniawydatkówfiltracjinakoronieiskarpieodpo-wietrznej(rys.6b)będącychwynikiemsymulacjioddziaływaniaopadówatmosferycznych.Różnicewrozkładachciśnieńprzekładająsięwprostnapołożeniekrzywejdepresjiwodyfiltrującejprzezobwałowanie(rys.7).Pouwzględnieniuwydatkównakoronieiskarpieod-powietrznejstrefanasyceniaobejmujeniemalcałyprzekrójobwałowania.

113

7. Wnioski

Osadnikbyłbezawaryjnieużytkowanywciągukilkunastulat.Zaprojektowanenachy-lenieskarpobwałowania1:1,75 iprzyjętewartościparametrówwytrzymałościowychma-teriału,zktóregozostałouformowanezapewniastatecznośćskarpobwałowańpodwarun-kiemichszczelności iniezmiennościstruktury.Niejestmożliwejednoznaczneokreślenieprzyczyn, które doprowadziły do utraty stateczności obwałowania.Awaria obwałowanianastąpiławokresiewiosennym2011r.,cechującymsięwzmożonąintensywnościąopadówatmosferycznych.Obwałowaniezagęszczonezostałowsposóbniedostatecznywstosunkudozalecanegodlabudowlihydrotechnicznych,zaktórąmożnauznaćosadnik.Literatura(np.[13])podaje, żemateriałodpadowynawet równomiernie zagęszczonycechuje siędużymzróżnicowaniem wartości parametrów wytrzymałościowych. Duży wpływ na wytrzyma-łośćmawilgotnośćmateriału.Lokalnieparametrymogłymiećniższewartościniżzałożo-newprojekcie.Dodatkowo,naosadnikoddziaływaływstrząsygórniczepobliskichkopalń.Utratastatecznościmiałacharakternagłyimogłazaistniećtylkowpołączeniuzprzebiciemhydraulicznym,wywołanymfiltracjąwodypochodzącejzeskładowanejwosadnikuzawie-sinyorazoddziaływaniemopadówatmosferycznych.

Pomimo,żejakojednązprzyczynawariirozważasięwpływwstrząsówgórniczychprze-prowadzoneobliczeniareprezentująpodejściecałkowiciestatyczne.Wpływdrgańuwzględ-niono w uproszczonej formie, redukując wartości parametrów wytrzymałościowych ob-wałowania.Pełnaanalizanumerycznawymagałabyuwzględnieniawpływuoddziaływaniadynamicznegowstrząsów.

Przeprowadzonaanalizanumerycznamiałanacelupokazanie, jakwzrasta zagrożenieutratąstateczności,gdywobliczeniachuwzględnisiękolejnowszystkiewymienionewy-żej czynniki.Wartośćwspółczynnika bezpieczeństwamaleje z wartości 1,69 do 1,19 postosunkowoniedużymobniżeniuwartościparametrówwytrzymałościowychobwałowania (c = 16,2→ 12 kPa,φ = 33,6° → 27°) i uwzględnieniufiltracji.Wprzypadku dalszegolokalnegoosłabieniakorpusuobwałowaniamożnawykazać, żewartośćwspółczynnikaF osiągniewartośćrówną1,0.

L i t e r a t u r a

[1] Awarie i katastrofy zapór, zagrożenia, ich przyczyny i skutki oraz działania zapobie-gawcze,pracazbiorowa,Red.K.Fiedler,IMGW,Warszawa2007

[2] B a t o g A.,M a c h a j s k i J.,Wpływ warunków geotechnicznych na katastrofę obwa-łowania,Geoinżynieria,Drogi,Mosty,Tunele,02/2007,58-61.

[3] B a u d u i n C.M.,D e Vo s M.,Ve r m e e r P.A.,Back analysis of staged embankment failure: The case study Streefkerk, Beyond 2000 in Computational Geotechnics – 10YearsPlaxisInt.,Balkema,Rotterdam1999,1-12.

[4] B r u z d a T., P o d l e ś K., U r b a ń s k i A., Trójwymiarowe modelowanie filtracji i stateczności zapory Myczkowce, XVIIIOgólnopolskaKonf.Nauk. „Met. komput.wprojekt. ianaliziekonstrukcjihydrotechn.”,A.Urbański,WBiliński,K.Piszczek(red.),Kraków–Korbielów2006,13-22.

[5] B r u z d a T.,G r o d e c k i M.,U r b a ń s k i A.,Dwuwymiarowe modelowanie filtracji i stateczności zapory Myczkowce, XVIIIOgólnopolskaKonf.Nauk. „Met. komput.

114

wprojekt.ianaliziekonstrukcjihydrotechn.”,A.Urbański,WBiliński,K.Piszczeked.,Kraków–Korbielów2006,23-30.

[6] D m y t r o w M.,S t a s i e r s k i J.,W r z o s e k K.,Metoda szacowania podatności masywów gruntowych na upłynnienie na przykładzie osuwiska zapory ziemnej i zbior-nika odpadów górniczych,CzasopismoTechniczne,3-Ś/2011,z.21,108,Kraków2011,11-26.

[7] D u n c a n J.M.,W r i g h t S.G.,Soil Strength and Slope Stability,JohnWiley&SonsInc.,Hoboken,NewJersey2005.

[8] G r i f f i t h s D.V.,L a n e P.A.,Slope stability analysis by finite elements,Géotechnique,Vol.49,No.03,1999,387-403.

[9] K u b o ń P.,Ta t a r a T.,Badania dynamiczne zapór ziemnych i obwałowań w skali naturalnej,LIKonf.Nauk.KILiWPANiKNPZITB,Krynica2005,33-40.

[10]K u b o ń P., Ta t a r a T., Analiza wariantów dynamicznego modelu obwałowania zbiornika odpadów poflotacyjnych,XVIIIOgólnopolskaKonf.Nauk.„Met.komput.wprojekt.ianaliziekonstrukcjihydrotechn”,A.Urbański,WBiliński,K.Piszczeked.,Kraków–Korbielów2006,49-59.

[11] P i s a r c z y k S., Elementy budownictwa ochrony środowiska, OWPW,Warszawa,2008.

[12]Słownik meteorologiczny, Polskie Towarzystwo Geofizyczne, Instytut MeteorologiiiGospodarkiWodnej,Warszawa2003.

[13] S k a r ż y ń s k a K.M.,Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej i wodnej,AkademiaRolniczaim.H.KołłątajawKrakowie,Kraków1997.

[14]T r u t y A.,Dynamics analysis of Żelazny Most tailings dams. A case study,NumericinGeotechnicsandStructures,Th.Zimmermann,A.TrutyEds.,ElmepressInt.,Lausanne2006,151-163.

[14] Ekspertyza w zakresie oceny możliwości wykorzystania mieszanych materiałów od-padowych z zakładu Haldex-Siemianowice do uszczelnienia podłoża składowiska od-padów przemysłowych,wykonawcy:PiotrMichalski,FryderykSkalicz,Kraków,maj1998.


Recommended