Проблемы разжижения грунтов в основаниях гидротехнических сооружений

Abstract

Представлен анализ вероятности и условий возникновения разжижения грунтов, залегающих в основании и окрестностях гидротехнических сооружений. Как правило, гидротехнические сооружения возводятся в долинах водотоков, структура грунтов в которых способствует возникновению процессов разжижения. Грунты эти мелкофракционные несвязные, состоящие обычно из мелко- и среднезернистых или пылеватых песков, супесей, перемежающихся слоями суглинков. Массивы под напорными гидротехническими сооружениями достаточно водонасыщенные. Разжижение грунтов происходит в результате разрушения структурных связей между частицами в водонасыщенных дисперсных грунтах под действием напряжений разного типа. Внешняя динамическая или статическая нагрузка, приложенная к водонасыщенному массиву, сложенному из слабых мелкодисперсных грунтов, может привести к полной или частичной потере грунтом несущей способности и переходу его в текучее состояние. Величина сопротивления грунта сдвигу определяется степенью его водонасыщенности; при влажности порядка 20 % угол естественного откоса песчаных грунтов существенно уменьшается. Восстановлению прочностных свойств грунтов препятствует поровое давление воды, процесс уплотнения (консолидации) массива грунта происходит после отжатия воды из пор, время протекания которого зависит от фильтрационных свойств массива. Разжижение грунтов приводит к нарушению нормального функционирования гидротехнического сооружения, созданию аварийных ситуаций. В статье представлены примеры возникновения аварий на гидротехнических сооружениях России, вызванных явлениями разжижения. Отмечено, что основные направления защиты конструкций гидротехнических сооружений от опасного разжижения – предотвращение возможности возникновения разжижения и уменьшение его вредных последствий. В этой связи рассмотрено несколько способов – уплотнение и упрочение грунтов в основании сооружений; устройство фильтрующей пригрузки с использованием геотекстиля и георешеток; создание эффективной дренажной (водоотводящей) системы.