В. А. Мироненко динамика ползших поп московский

6
.А
А
А
А

"Г~Т "ГТ"
340 420 506
М,*%
А* *. *• ,
-::.а*а*да
• •••** ^
А.
т— ~Г~ 590 йбЬ

и*
Рис. 7.5. Результаты химических анализов проб воды, отобранных из эксплуатационных (1) и наблюдательных скважин без прокачки (2)
Вместе с тем положение ГГС на стыке геологического и механи­ческого анализов делает ее сложнейшим элементом гидрогеологиче­ских исследований, и именно здесь наиболее полно проверяется ком­петентность специалиста-гидрогеолога, призванного представлять в одном лице и геолога, и инженера. А последнее, конечно, немыслимо без глубокого понимания теории ДПВ. Более того, только такое по­нимание создает объективную основу для практической реализации эффективных принципов ГГС, предопределяющих и методы Схёма-
тизации, и ее надежность, и связь ее с решением другой важной проблемы - обеспечением полноты и качества исходной гидрогеоло­гической информации при проведении гидрогеологических изыска­ний: здесь имеются в виду принципы непрерывности, адаптации и обратной связи.

1. 
   Принцип непрерывности ГГС
   

Это — наиболее очевидный из упомянутых принципов, предпо­лагающий последовательное проведение схематизации на всех ста­диях освоения объекта, на основе преемственности от первых до последних стадий разведки, далее — к проекту и, наконец, к гидро­геологическим наблюдениям при строительстве и эксплуатации ин­женерного сооружения. В соответствии с этим принципом ГГС рас­сматривается как непрерывный многоэтапный процесс построения гидрогеологической модели объекта, уровень точности и надежности которой возрастает от этапа к этапу. Необходимость принципа не­прерывности не нуждается в аргументах: он прямо вытекает из при­нятой на практике последовательности гидрогеологических работ (в частности, разведки) и стадийности накопления информации. Здесь же уместно скорее поговорить о тех сложностях получения и интер­претации этой информации, которые делают непрерывный подход к ГГС единственно эффективным.
Прежде всего, в основе упомянутых сложностей лежит сильное проявление различных масштабных (пространственно-временных) эффектов, часто делающих невозможным определение достоверной информации по данным сравнительно мелкомасштабных экспери­ментов, обычно характерных для периода разведки месторождения. К тому же такие эксперименты нередко сильно искажены влиянием трудно учитываемхы технических факторов. Во избежание повторе­ния достаточно сослаться на все рассмотренные в гл. 5 ограничения и недостатки опытно-фильтрационных работ, особенно одиночных от­качек и экспресс-опробований. Наиболее типичным примером, где недостатки такого рода проявляются особенно резко, могут служить месторождения, приуроченные к массивам закарстованных карбо­натных пород.
Добавим к этому возможность коренных изменений в гидрогео­логической ситуации при строительстве и эксплуатации инженерно­го объекта, трудно учитываемых или вообще не прогнозируемых по данным разведки. Упомянем в этой связи инверсию поверхностных водотоков, которые из областей разгрузки часто превращаются в контура питания; резкое усиление взаимосвязи пластов в результате перетекания или поступления воды из разделяющих слоев; интен­сивное питание и загрязнение подземных вод за счет вновь возника­ющих технических водоемов, причем характер граничных условий на контуре такого водоема, часто зависящий от наличия в его ложе слабопроницаемых техногенных грунтов, остается неопределенным; техногенные изменения проницаемости в результате деформаций горных пород над подземными выработками (см. раздел 8.1.4).
Отсюда следует, что в довольно широком круге условий гидроге­ологические изыскания практически неспособны выявлять с необхо­димой полнотой и достоверностью исходные данные, требуемые для построения расчетной модели объекта. В подобных ситуациях схема­тизация результатов разведки на первых этапах должна быть на­правлена на обоснование самого факта существования неизучен­ных параметров и на их выявление, на доказательство их важности для конечной расчетной модели изучаемого объекта. На базе анализа фактического материала схематизация должна констатировать принципиальную невозможность оценки этих параметров применяв емыми методами, вовремя ограничить наращивание объемов соот­ветствующих (с этой точки зрения — бесполезных) видов изысканий и дать доказательную основу для составления программы последую­щего изучения упомянутых параметров путем более крупномасш­табных экспериментов или (что чаще) посредством гидрогеологиче­ских наблюдений.
Роль наблюдений в обеспечении непрерывности и преемствен­ности схематизации трудно переоценить. Во-первых, в их результа­тах обычно исключается или сводится к минимуму влияние масштаб­ного фактора. Во-вторых, значения наблюдаемых возмущений (по­нижений напоров, изменений концентрации вещества й т.п.), как правило, имеют один порядок с ожидаемыми при эксплуатации соо­ружения, что позволяет избежать серьезных погрешностей прогноза, связанных с недоучетом возможной нелинейности процессов (напри­мер, в проявлении емкостных свойств пород - см. раздел 5.3). В- третьих, в результатах наблюдений находит отражение влияний тех­ногенных факторов, в том числе и тех из них, которые практически не могут быть учтены по результатам предварительных изысканий. Мощным методом схематизации, базирующимся на результатах на­блюдений, является решение обратных задач, направленное на оп­ределение и корректировку исходных параметров фильтрации (см. раздел 7.2) или миграции (см. раздел 7.4).
В непрерывности схематизации заложены предпосылки для ре­ализации следующих двух принципов.

2. 
   Принцип адаптации
   

Этот пренцип предполагает тесную взаимосвязь схематизаций с ростом объема и качества гидрогеоогической информации, причем важнейшим в таком определении является именно взаимный харак­тер этой связи. С одной стороны, в процессе непрерывной схематиза­ции проводится постоянное обновление и перестраивание расчетной модели объекта в соответствии с новой инофрмацией, поступающей на каждой стадии изыскании и наблюдений. С другой стороны, схе­матизация управляет процессом наращивания информации при гидрогеологических изысканиях и наблюдениях, которые, в свою очередь, приспосабливаются к требованиям модели, «самообучают­ся» через посредство модели. Короче говоря, модель помогает пол­учить новую информацию, через нее осуществляется руководство разведочным процессом, его оптимизация. Уровень такой взаим­ной адаптации постепенно повышается по мере проведения изыска­ний и наблюдений. Проследим это на примере опытно-фильтрацион­ных исследований.
На первом этапе схематизация обычно позволяет включить изу­чаемый водоносный комплекс в типовые классификационные рамки (см. раздел 5.2). На следующем этапе этот первый вариант расчетной модели используют уже для уточнения целесообразных видов опыт­ных опробований и методики их проведения (см. подробнее гл. 5 и раздел 7.1), причем главный упор пока делают на сравнительно не­дорогие мелкомасштабные и кратковременные опробования (напри­мер, пробные и одиночные откачки). Оценка данных первой серии таких опробований (в частности, по сопоставлению с единичными контрольными экспериментами более крупного масштаба) позволя­ет охарактеризовать их достоверность и наметить их целесообразные объемы. Для этого используют различные статистические оценки, отражающие изменение совокупности расчетных параметров (на­пример, среднеквадратичного отклонения) по мере роста числа одно­типных опробований . Новый этап опытных работ характеризуется гораздо более широким привлечением крупномасштабных и более длительных опробований (кустовых откачек), причем и выбор уча­стков их проведения, и планы этих экспериментов отталкиваются от расчетных моделей, обоснованных предшествующими опробования­ми. Дальнейшая адаптация проводится непосредственно по ходцу экспериментов с использованием текущих индикаторных графиков (более подробно см. раздел 7.1).
Понятно, что подобное оперативное планирование стратегии изысканий требует от специалиста достаточно ясного понимания теоретических основ фильтрационных процессов при опытных опро­бованиях: проводя схематизацию, он должен все время ориентиро­ваться на возможную в данных условиях расчетную модель процесса. И, наоборот, адаптация расчетной модели проводится наиболее эф­фективно при привлечении к анализу различного рода аналогий, базирующихся прежде всего на личном опыте специалиста, на его умении комплексно оценить и увязать в единой модели разнородную информацию.
Наконец, высший уровень адаптации отвечает проектированию и проведению гидрогеологических наблюдений в соответствии с тре­бованиями расчетной модели, полученной на последних этапах изы­сканий. В таком варианте реализация принципа адаптации особенно тесно связана с необходимостью соблюдения принципа обратной свя­зи, хотя и во многих рассмотренных примерах эта связь также пред­полагалась.

3. 
   Принцип обратной связи
   

Этот принцип определяет важнейшую позицию схематизации как связующего звена между гидрогеологическими изысканиями и наблюдениями, с одной стороны, и характером работы инженерного сооружения — с другой. Из него следует, что эффективность гидро­геологической разведки решающим образом зависит от степени уче­та (при ее постановке и проведении) требований, вытекающих из предполагаемого гидродинамического и гидрохимического режима подземных вод в процессе возведения в эксплуатации инженерного сооружения. Так, при разведке месторождения вблизи крупной реки основная задача опытных опробований сводится к определению про­водимости на участке между рекой и будущей горной выработкой: ввиду предполагаемой быстрой стабилизации режима фильтрации определению емкостных свойств пласта может отводиться подчинен­ная роль. Наоборот, при разведке пластового месторождения, при­уроченного к закрытой мульдообразной структуре, надёжность оценки именно емкостных свойств пород должна иметь решающее значение для прогноза динамики водопритоков в горные выработки (см. раздел 8.1).
Другой пример относится к угольному месторождению, где ниже пласта угля под мощным пластом водоупорных аргиллитов залегает слой песчаников с напорными водами. Если месторождение будут разрабатывать подземным способом, то опытно-фильтрационные ис­следования в песчаниках можно вообще не проводить, так как этот водоносный горизонт не будет влиять ни на водопритоки в шахту, ни на устойчивость горных выработок. Наоборот, при разработке карь­ером именно этот водоносный горизонт, способный вызвать крупные оползни (см. раздел 8.2), будет нуждаться в проектировании специ­альных дренажных мероприятий и, следовательно, разведка должна обеспечить определение его фильтрационных параметров. -
На этих примерах мы проиллюстрировали значение схематиза­ции, учитывающей условия работы сооружения, для постановки изысканий. Еще более ясно, что и сама схематизация не может быть эффективной, если она не учитывает эти условия: грубо говоря, схематизация «вообще», схематизация геологического объекта как такового, в инженерной гидрогеологии во многом лишена смыс­ла.
Важнейшим аппаратом для реализации принципа обратной свя­зи является анализ чувствительности. В простейшем варианте он сводится к сопоставительной оценке условий работы сооружения при независимых вариациях расчетных параметров. Например, если, со­гласно предварительной схематизации, основные притоки к карьеру определяются наличием ограниченной по простиранию зоны высоко­проницаемых карбонатных пород, то проводят серию «прикидочных» расчетов по средним значениям параметров этой зоны (найденных к данному моменту изысканий) и их усредненным отклонениям в не­благоприятную сторону. По различиям в результирующих значени­ях водопритока оценивают полноту и качество исходной информа­ции. Так, благодаря анализу чувствительности расчетной модели выделяются участки, на которых необходимо первоочередное нара­щивание информации, причем ясно указывается, какие именно рас­четные параметры нуждаются в серьезном уточнении, а какие явля­ются малозначащими. И здесь мы приходим к идее самообучения гидрогеологических изысканий и наблюдений, реализация которой имеет решающее значение для их оптимизации. Последнее особенно справедливо для гидрогеологических наблюдений, когда принцип «двигаясь, учись» оказывается обязательным условием эффективно­го инженерного решения.
На рис. 7.6 представлен схематический разрез водоносных ком­плексов, которые могут принимать участие в обводнении горных выработок при добыче железной руды на одном из месторождений КМА. Верхний комплекс, представленный горизонтально залегаю­щими карбонатными породами, является наиболее водообильным, проводимость его составляет около 100 м²/сут. Нижний комплекс крутопадающих руднокристаллических пород имеет относительно высокую проницаемость только в пределах рудной полосы шириной около 400 м — здесь его проводимость достигает 70 м²/сут. Водонос­ные комплексы отделены друг от друга толщей относительно водо­упорных пород, которая, однако, практически выклинивается в пре­делах рудной полосы.
При разработке месторождения карьером оба водоносных гори­зонта будут вскрыты горной выработкой, и фильтрация к ней будет носить преимущественно плановый характер (см. рис. 7.6,а). Поэто­му опытно-фильтрационные исследования могли бы, как обычно, ограничиться оценкой горизонтальной проницаемости водоносных комплексов , которая и отражена в приведенных выше значениях проводимости. Однако при подземной разработке добычные горные выработки будут вскрывать лишь руднокристаллическую толщу, так что карбонатный комплекс будет обводнять их не непосредственно, а за счет вертикального перетока — в основном в пределах рудной полосы (см. рис. 7.6,6). Оценить этот процесс можно лишь при нали­чии данных о вертикальной проницаемости разделяющих, а также руднокристаллических пород, определение которых по результатам ОФР весьма затруднительно. По крайней мере на рассматриваемом месторождении эти данные отсутствовали. Оценим возможные отри­цательные последствия, связанные с отмеченной неполнотой инфор­мации; при этом будем ориентироваться на проектный вариант дре­нажа, согласно которому по карбонатной толще проходятся дренаж­ные штреки — для предотвращения поступления воды из нее в до­бычные выработки в руде (согласно схеме на рис. 7.6,в).

поп 1
московский 2
ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ 4
вод 4
О, = о_с-G„ =(Д„ — Д₀)(1 -n)-z=y,-z, 43
_/=^^а«.._с._й, ш 83
шшшш 145
^(4^)⁺f,(^r'5)^+£=°- 176
¹±шл ' 279
ДШш§ 443

2 // /^v/W^v/^y/WWv/v/Vi
v / IV I b/£yj^vjv^.
г ” ЕЭ<
~~ raz
73;^J-7-J-T -XT-X^-L: 'T, -f-T ~1 ХПХ.—я,
ДШш§
Рмс. 7.6. Схемы фильтрационных потоков к горным выработкам: а - при вскрытии месторождения карьером; б-г - при подземной выемке руды; 1 - карбонатный водоносный комплекс; 2 - относительно водоупорные породы; 3 - руднокристаллический водоносный комплекс; 4 - породы рудной полосы; 5 - преоб­ладающие направления движения подземных вод. цифрами на рисунке обозначены: 1 - карьер; 2 - подземные добычные выработки; 3 - дренажные штреки
Если параметры вертикальной проницаемости окажутся низки­ми, то профильная структура потока, действительно, будет соответ­ствовать проектным представлениям. В противном же случае горные выработки, пройденные в руднокрйсталлической толще, кардиналь­но изменят эту структуру — за счет интенсивного вертикального перетока (см. рис. 7.6,г); тоща выработки в карбонатной толще ока­жутся практически бесполезными.
Следовательно, в создавшейся ситуации проект не может счи­таться окончательным без дополнительной информации о парамет­рах вертикальной проницаемости. Так как эту информацию могут принести лишь дорогие (крупномасштабные и длительные) экспери­менты , то разумно ориентироваться на специальное водопониже- ние, придав ему одновременно и опытные, и эксплуатационные (т.е. целесообразные по условиям отработки месторождения) функции. Например, проводя откачку из руды группой эксплуатационных скважин, можно с их помощью добиться необходимого снижения напоров на участке первоочередного вскрытия рудного тела. Если же при этом будет должным образом оборудована также дополнитель­ная группа наблюдательных скважин, то такое водопонижение одно­временно выполнит роль эксперимента, направленного на оценку искомых параметров вертикальной проницаемости. Обработав ре­зультаты опытно-эксплуатационного водопонижения, можно будет принять окончательные проектные решения относительно схемы дренажа месторождения.
В целом последовательная реализация трех рассмотренных здесь принципов схематизации позволяет подойти к проведению изысканий и наблюдений как к элементам единого процесса модели­рования гидрогеолоигческих условий изучаемого объекта. Роль соб­ственно схематизации в этом процессе весьма многогранна. В част­ности, важно, что она позволяет увязать разнородную информацию в рамках единой расчетной модели, оценить полноту и качество информации, достоверность модели в целом (точнее — возможность модельного представления объекта на требуемом уровне адекватно­сти). Наконец, ясно, что именно посредством последовательной схе­матизации, поэтапного построения расчетной модели осуществляет­ся управление разведочным процессом.
Можно надеяться, что простейшие примеры этого раздела помог­ли вам убедиться в том, насколько большое значения для эффектив­ности гидрогеологической схематизации имеет компетенция гидро­геолога в сфере динамики подземных вод. Обратим внимание, что примеры эти были выбраны из области гидрогеологических исследо­ваний на месторождениях полезных ископаемых, благодаря чему содержание данного раздела позволяет теснее связать эту главу с последующей.
Имея в виду большие глубины залегания водоносных пород (более 400 м).

| ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ДИНАМИКИ
I
I ПОДЗЕМНЫХ ВОД ПРИ РЕШЕНИИ | ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ | И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ | ПРОБЛЕМ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ | ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Продолжая начатое в гл. 7 ознакомление с возможными эффек­тивными приложениями теории ДПВ, мы рассмотрим ряд достаточно сложных инженерных задач, возникающих при гидрогеологическом и инженерно-геологическом анализе условий разработки месторож­дений твердых полезных ископаемых. Такой выбор объясняется как исключительной практической и, в частности, экономической важ­ностью этого направления гидрогеологических и инженерно-геоло­гических исследований [9, 26 ], так и сложностью и большим разно­образием решаемых задач. В первых двух разделах рассматриваются задачи смешанного — гидрогеомеханического — характера, имею­щие прямое отношение и к гидрогеологическим, и к инженерно-гео­логическим исследованиям (впрочем, то же можно сказать и о по­следнем разделе гл. 7). В заключительных двух разделах разобраны методы прогноза гидродинамического и гидрохимического режима подземных вод, поэтому раздел 8.3 полезно прочитать сразу после гл. 4, а раздел 8.4 — после 6.4.
Остается еще заметить, что, за редкими исключениями, анализи­руемые здесь задачи представляют интерес не только для горного дела, но и для многих других отраслей народного хозяйства, применительно к которым ведутся гидрогеологические и инже­нерно-геологические исследования.

1. 
   Анализ деформаций и устойчивости пород при горных разработках
   

Из инженерной практики хорошо известно, что решение многих задач, традиционно относимых к категории инженерно-геологиче­ских, немыслимо без внимательного учета гидрогеологической об­становки. При этом возникает необходимость рассмотрения массива горных пород и фильтрующихся в нем подземных вод как единой механической системы, что возможно лишь при комплексном гидро- геомеханическом подходе, базирующемся на принципах и методах как механики горных пород (механики грунтов), так и динамики подземных вод [22 ]. Необходимость такого подхода к исследованию задач фильтрации уже неоднократно иллюстрировалась нами в пред­шествующих главах (приведитепримеры).
Особенно яркое подтверждение важности гидрогеомеханиче- ских построений дают инженерные задачи, связанные с анализом деформаций и устойчивости пород при горных разработках. При этом подземные воды проявляют себя в трех различных аспектах:
а) как сидовой фактор, меняющий напряженное состояние по­род;
б) как фактор, вызывающий деформации горных пород вследст­вие процессов механического выноса и растворения;
в) как фактор, непосредственно изменяющий прочность горных пород.
В данной книге уместно уделить основное внимание первому и, в какой-то мере, второму аспектам. Кроме того, интересно попутно рассмотреть возможности использования подземных вод как индика­тора напряженного Состояния и деформаций горных пород. Перейдем к конкретным инженерно-геологическим задачам, играющим важ­ную роль в практике освоения месторождений твердых полезных ископаемых.

1. 
   Осадка толщ горных пород при глубоком водопонижении
   

Эксплуатация глубокйх шахтных стволов, пройденных через водоносные толщи с установкой сплошной водонепроницаемой кре­пи, нередко сопровождается деформациями крепи с последующими прорывами шахтных вод в ствол. И, как это не покажется парадок­сальным на первый взгляд, такие деформации нередко возникают по мере того, как нД шахтном поле проводится снижение напоров в водоносных слбях, призванное обеспечить нормальные условия фун­кционирования горных выработок. Между тем причина этих дефор­маций становится вполне очевидной, если мы вспомним основной принцип подземной гидростатики (см. раздел 1.3). Согласно ему, снижение напоров подземных вод приводит к росту эффективных напряжений и к сжатию толщи горных пород, которое, кстати, хоро­шо фиксируется по оседанию земной поверхности в зоне влияния водопонижения. Жесткая же крепь ствола оказывается неспособной выдержать большие деформации продольного сжатия без разруше­ния.
Для прогноза деформаций оседания и для разработки специаль­ных видов (неразрушающейся) крепи необходимо, согласно изло­женному в разделе 1.3, знать коэффициенты сжимаемости горных пород и приращения эффективных напряжений. Последние эквива­ленты изменениям напора в тех или иных точках области влияния водопонижения. При этом необходимо учитывать, что снижение на­поров распространяется не только по тому водоносному комплексу, из которого ведется откачка во^ы, но и по смежным с ним относитель­но слабопроницаемым пластам ; повышенная же сжимаемость пород этих пластов может приводить к тому, что именно они будут давать основную долю осадки. По этой же причине существенная часть откачиваемой воды может поступать не из самого водоносного пла­ста, а из относительных водоупоров.
Обратимся к примеру Южно-Белозерского железорудного мес­торождения [9 ] (см. рис. 1.20). Здесь снижение напоров в песчаном пласте (мощность т ¹ 15 м, коэффициент сжимаемости а_с = 0,0045 мПа"¹) составило около 200 м, что привело к осадке поверхности почти на 3 м. Основную долю в осадке дало сжатие относительно водоупорной толщи органогенных известняков (т * 30 м, а_с * 0,03 мПа ^_1), подстилающей пески. Соответственно, упругая водоотдача пласта известняков оказалась здесь на порядок выше, чем у песков; следовательно, из 2-3 тыс. м³ воды, ежечасно откачиваемой на мес­торождении, большая доля приходится на относительно водоупорные породы.
Таким образом, основным исходным элементом для прогноза процесса оседания должна являеться модель (аналоговая или числен­ная) водоносной системы с перетеканием, на которой определяются понижения как и водоносных слоях, так и в относительно водоупор­ных. При этом необходимо учитывать, что снижение напоров в по­следних идет только при градиентах, превышающих начальные 1_Н (см. раздел 1.5). Так, если снижение напоров в водоносном пласте равно S, то в водоупорном пласте оно отмечается лишь в прилежащей зоне мощностью m_e-S/I_H. Например, на Южно-Белозерском место­рождении водоносные пески перекрыты мощной пачкой глин (около 30-40 м); однако деформации сжатия в глинах отмечаются лишь в зоне мощностью в несколько метров, что объясняется высоким зна­чением начального градиента — примерно 70 (т_в * 200: 70 ~3 м).
Полезно еще отметить, что рассмотренная задача об оседании толщи горных пород открывает интересные возможности для опреде­ления параметров сжимаемости пород с помощью специального опытного водопонижения: наблюдая за деформациями сжатия от­дельных слоев по глубинным реперам и зная понижения напоров, т.е. дополнительные нагрузки на породы этих слоев, легко найти их коэффициенты сжимаемости. Точность такого определения оказы­вается несравненно выше, чем при лабораторных опытах, в частно­сти, вследствие устранения масштабных эффектов.

2. 
   Оползни бортов карьеров, вызыванные напорными водами
   

Многие крупные оползни на карьерах вызваны силовым воздей­ствием подземных вод: на каждый единичный объем горной породы влияют сила гидростатического взвешивания, направленная верти­кально вверх (см. раздел 1.3), и гидродинамические силы, направ­ленные вдоль линий тока фильтрационного потока и имеющие рав­нодействующую Ф₀ = у₀/ (см. раздел 1.5, формулу (1.71)).
Рассмотрим наклонный борт карьера, на котором располагаются внутренние отвалы (рис. 8.1). В основании борта под толщей аргил­литов лежит напорный пласт известняков с напором на кровлю Н₀. Под влиянием перепада напоров через аргиллиты идет восходящая фильтрация воды, приводящая к уменьшению эффективных напря­жений на скелет глинистых пород. Учитывая, что сила гидродинами­ческого давления направлена по нормали к пласту, причем /» Ш₀ — HJ/m, эффективное нормальное напряжение по площадке АА не­трудно определить по формуле

(8.1)
где у₀ — объемный вес пород с учетом взвешивания (см. раздел 1.3).
Отсюда видно, что при больших напорах гидродинамические силы Ф, выражаемые формулой

(8.2)
могут существенно снижать эффективные напряжения на скелет глинистых пород, вплоть до нулевых или отрицательных значений, что приводит к резкому уменьшению сил трения и интенсивному набуханию пород. В результате падает сопротивление массива сдви­говым деформациям и происходит оползень борта и внутренних от­валов, поверхность скольжения которого в нижней части обычно приурочена к контакту аргиллитов с водоносным пластом.
Уже из этого примера видно, что решающее влияние на устой­чивость откоса оказывает соотношение проницаемостей отдельных слоев, определяющее и направление гидродинамических сил, и их величину (градиент фильтрации). Отсюда следует, что для правиль­ного прогноза устойчивости и разработки защитных мероприятий необходимо иметь ясное представление о профильной структуре фильтрационного потока в прибортовом массиве. В простейших слу­чаях для этого можно использовать аналитические зависимости, а в

более сложных — ориентироваться на математические профильные модели. Для учета в этих моделях плановой структуры фильтраци­онного потока вблизи карьера предварительно следует построить сетку планового потока и полученные на ней ленты тока привести к плоским (см. раздел 8.3.3).