34.Методи прогнозування осідання денної поверхні при епв (23-24)

Прогнозні оцінки можуть здійснюватися як на базі екстраполяції даних про осідання денної поверхні в районах діючих водозабірних споруд, так і розрахунковим шляхом за даними про стисливість порід розрізу, які отримують у лабораторних умовах.

Спостереження на діючих водозабірних ділянках виконуються за допомогою свердловинних спеціальних регістраторів ущільнення по­рід на обладнаних реперних постах. Принцип таких спостережень полягає у визначенні зміщення гирла свердловини відносно платфор­ми, закріпленої на поверхні землі. Свердловини мають бути обладнані обсадними трубами на глибину, де залягають практично нестисливі породи. Необхідне періодичне нівелювання платформ.Перспективними вважаються спостереження за динамікою повер­хні землі за допомогою супутників.

Лабораторні визначення параметрів стисливості порід дають мож­ливість виконати дешевші прискорені прогнозні оцінки. Однак у цьому випадку слід обґрунтовувати достовірність таких визначень. За достатньої кількості репрезентативних визначень кінцеве осідання може бути визначено за такою залежністю:

S = 0,8До_ефа_ст, (13.1)

де Да^ - зміна ефективного тиску в товщі порід, МПа; а_с - коефіці­єнт стисливості породи, МПа^-1; т - потужність пласта, що підлягає осіданню.

Величини, які входять до залежності (13.1), можуть бути визначені таким чином.Зміна ефективного тиску До^ визначається величиною зниження

зважувального гідростатичного тиску, тобто зміною рівня підземних вод. Пов'язано це з тим, що природне навантаження або ефективний тиск характеризується різницею між побутовим навантаженням

о_п, тобто тиском маси порід, що залягають вище, і зважувальним гід­ростатичним тиском а_г:

(13.2)

Оскільки побутовий тиск є незмінним, то зміна ефективного тиску буде визначатися зниженням рівня підземних вод. Зниження рівня на 100 м відповідає зміні ефективного тиску приблизно на 1 МПа.

Коефіцієнт стисливості порід а_с визначається за даними компресій­них випробувань ґрунтів у непорушеному стані. Для недоущільнених глин коефіцієнт стисливості може дорівнювати пТО-' - пТО-² МПа-', для переущільнених глинистих порід його значення зменшується на один-два порядки. Отже, кінцеве осідання при зниженні рівня підземних вод на десятки метрів за наявності глинистої товщі потужністю декі­лька десятків метрів може становити від міліметрів до декількох де­сятків сантиметрів.

Слід, однак, ураховувати тривалість процесу ущільнення глинистих порід, а отже, й осідання денної поверхні. Осідання на розрахунко­вий момент часу може бути визначено за кривими повзучості, отри­маними при лабораторних дослідженнях; вони характеризують роз­виток деформацій в часі за різних напружень.Надійніше ефективна величина коефіцієнта стисливості а_с може бути визначена на ділянках діючих водозаборів, а потім використана для прогнозних оцінок в аналогічних умовах.

Незважаючи на наявність певних методів оцінки можливого осі­дання поверхні землі в районах інтенсивної експлуатації підземних вод, відповідні вимірювання і прогнози, як правило, розпочинають проводити лише після виникнення загрозливих явищ. При цьому за­бувають, що ліквідація наслідків вимагає значно більших витрат.

Оцінка можливих величин осідання денної поверхні при проекту­ванні водозабірних споруд дозволяє надійніше обґрунтувати припус­тимі масштаби експлуатації.