для грунта 1
;
;
для грунта 2
;
для грунта 3
.
Для неоднородного грунта (см. рисунок)
где??уд и ??сдв - удерживающие и сдвигающие усилия, кгс/см2;
H1, H2, H3 - мощность слоя соответственно грунта 1; 2; 3, м;
??l - длина дуги сдвига в основании «столбика» грунта, м;
x - расстояние от вертикали, проходящей через центр дуги сдвига, до середины расчетного «столбика», м (вправо от вертикали x имеет отрицательное значение, влево - положительное).
Подставив данные из таблицы, находим
Таким образом, для приведенных условий Kзап = Kзап.мин = 1,22, что отвечает требованиям СНиП II-53-73 к устойчивости откосов гидроотвала II класса.
Б. Оценка устойчивости упорной призмы гидроотвала под давлением глинистых грунтов центральной зоны произведена по методу М.М. Гришина и Б.Н. Федорова.
Коэффициент запаса устойчивости
,
гдеb - оптимальная ширина основания упорной призмы гидроотвала, м;
?? - объемная масса грунта упорной призмы при естественной влажности, т/м3;
??уп - угол внутреннего трения сдвигаемого грунта упорной призмы, град;
??1 - объемная масса глинистых грунтов центральной зоны, т/м3;
H - высота гидроотвала, м;
?? - угол наклона наружного откоса гидроотвала, град;
??ц.з - угол внутреннего трения глинистого грунта центральной зоны, град.
Оптимальная расчетная ширина в основании упорной призмы
.
В качестве примера рассмотрим тот же гидроотвал, что и в случае А. Подставив в формулу значения H = 23 м, заложения откоса m0 = 3,5(ctg??), глубины прудка-отстойника 0,2-0,4 м, ??1 = 1,2 т/м3, ?? = 2,0 т/м3, ??ц.з = 10°, ??у.п = 26°, получим
м.
Фактическая ширина упорной призмы гидроотвала с указанными параметрами 48 м, что обеспечивает его устойчивость при возведении до высоты 25 м.
Приложение 8
ПРИМЕР ФАКТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ НАМЫВА ГИДРООТВАЛА РАВНИННОГО ТИПА
Условия возведения гидроотвала
Карьерный грунт: песок 49,7 %; супесь 3,5 %; суглинок, глина 46,8 %.
Рис. 1. Форма гидроотвала
Рис. 2. Средний гранулометрический состав грунтов
1, 2, 3 - зоны; 4 - карьерный грунт
Рис. 3. Литологический разрез по створу
Площадь гидроотвала: поверху Sв = 68 га, понизу Sн = 103 га.
Уклон внешних откосов 1:4.
Обвалование возводится из намытого грунта.
Объем ежегодного намыва 2,5-3,0 млн.м3.
Высота яруса намыва 2,5-3,0 м.
Высота гидроотвала 32 м.
Расчетный коэффициент запаса на устойчивость гидроотвала Кзап = 1,51.
Технологические параметры намыва
Тип землесосного оборудованияЗГМ-2М
Производительность землесосного оборудования по пульпе, м3/ч1600-1700
Способ выпуска пульпыРассредоточенный
Удельный расход пульпы в начальном сечении, м3/ч??м10-60
Объемная консистенция пульпы0,10-0,22
Средняя скорость потока на пляже, м/с0,4-0,6
Средний уклон пляжа намыва0,03
Средняя длина намываемого откоса, м300-700
Средняя интенсивность намыва, м/мес0,5-0,9
Слой намыва, м0,4-0,6
Максимальный период намыва, сут1-2
Минимальный период подсушки намытого слоя, сут3-6
Тип водосбросного сооруженияНасосная станция
Расход осветляемой воды, м3/ч:
максимальный3200
средний1600
Плотность осветленной воды на водосбросе, кг/л
максимальная1,01
средняя1,003
Сброс фракции в гидроотвал, %-
Характеристика потока пульпы и намытых грунтов по зонам приведена в табл. 1.
Таблица 1
Параметры |
Зона 1 (упорная призма) |
Зона 2 (промежуточная) |
Зона 3 (центральная) |
Относительный объем зоны |
0,4 |
0,25 |
0,35 |
Намытый грунт |
Песок, супесь |
Супесь, суглинок |
Глина, суглинок |
Содержание фракций: |
|
|
|
d > 0,05 мм |
90 |
55 |
20 |
0,005 м < d < 0,05 мм |
9 |
33 |
45 |
d < 0,005 м |
1 |
12 |
35 |
Скорость потока пульпы, м/с |
0,3-0,8 |
0,07-0,3 |
0,01-0,05 |
Глубина потока, м |
0,02-0,06 |
0,01-0,2 |
0,05-0,7 |
Уклоны откоса намыва |
0,02-0,05 |
0,005-0,02 |
0,001-0,02 |
Объемная масса скелета ??ск , г/см3 |
1,5-1,8 |
1,2-1,5 |
0,4-1,1 |
Средний коэффициент гидроразрыхления, Кр |
1,1 |
1,2 |
1,9 |
Естественная влажность Wе , % |
15-25 |
25-45 |
50-90 |
Коэффициент фильтрации Kф, м/сут |
0,2-0,9 |
0,01 |
1??10-5 |
Угол внутреннего трения ??, град |
25-30 |
4-10 |
0-3 |
Параметр сцепления С, кгс/см2 |
0,01-0,04 |
0,2-0,4 |
< 0,2 |
Изменение физико-механических свойств глинистых грунтов центральной зоны приведено в табл. 2.
Таблица 2
Параметры |
Период консолидации глинистого грунта после намыва |
||||
|
4-6 суток |
5 мес. |
1 год |
3 года |
10 лет |
Объемная масса скелета ??ск, г/см3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,35 |
Естественная влажность Wе, % |
180,0 |
100,0 |
75,0 |
55,0 |
35,0 |
Угол внутреннего трения ??, град |
- |
- |
- |
0-4 |
4-7 |
Удельное сцепление C, кгс/см2 |
- |
- |
- |
0,01 |
0,3 |
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения1 2. Исходные данные для проектирования гидроотвала4 3. Проектирование гидроотвалов4 4. Намыв отвалов7 5. Расчеты10 6. Прогнозирование состояния гидроотвалов21 7. Контрольные наблюдения за гидроотвалами в процессе намыва22 Приложения 24 |