Гальперин А.М.. Геомеханика открытых горных работ. Часть 1. Страница 59

1. Уплотнение слоя грунтов переменной мощности (мощность постепенно возрастает от нуля до некоторой заданной величины) рассматривалось Р. Гибсоном и М.В. Малышевым. Особенность таких задач состоит в том, что в процессе консолидации растет не только нагрузка, но увеличивается и длина пути фильтрации воды в слое (рис. ІІ.4).

Исходное уравнение уплотнения трехфазного грунта имеет вид:

В практических расчетах плотность намывных пород гидроотвала принимается равной / лишь при совпадении уровня воды с верхней границей слоя.

В коллективной монографии под редакцией Н.А. Цьггови- ча (Госстройиздат, 1967) М.В. Малышевым рассмотрены решения задачи уплотнения слоя переменной мощности как при полном, так и при неполном водонасыщении грунта. На основе этих решений определялось давление в поровой воде для периода намыва при расположении слоя на водоупоре или дренаже. В случае, если Gi = 1, исходное уравнение уплотнения представлялось в виде:

В результате разделения переменных, интегрирования уравнения (11.42) и разрешения его относительно F, получается

Приведенное упрощенное решение М.В. Малышева дает хорошую сходимость с решением Р. Гибсона, причем поровое давление, определенное по методу М.В. Малышева, всегда несколько больше (на 5—10 %), чем по точному решению. Так как решение задачи по определению порового давления в слое переменной мощности необходимо использовать при расчете осадок и значений Pu на последующих этапах формирования намывных массивов, целесообразно в качестве исходных использовать сравнительно простые зависимости, полученные М.В. Малышевым. Использование решений Р. Гибсона связано с затруднениями, обусловленными наличием в этих решениях несобственных интегралов.

Определим осадки слоя переменной мощности исходя из понятия о средней степени уплотнения U как отношения соответствующей моменту времени t площади эпюры эффективных (действующих в минеральном скелете) напряжений к площади эпюры напряжений при стабилизированном состоянии:

При нахождении слоя на дренаже

На рис. II.5, а представлены полученные с помощью расчетов на ЭВМ графики для определения порового давления в точках с координатами к-zth и осадки слоя переменной мощности, размещаемого на водоупоре. Избыточное поровое давление устанавливается с помощью функции Fi(A:,p) = PJ(Yh).

Площадь эпюры эффективных давлений, необходимая для вычисления осадки слоя по формуле (11.53), определяется из графика функции Жц) = £/(ц) = со (Р_Эф)/(0,5у7г²) (рис. II.5, б).