Моделювання просідання засолених ґрунтів у Калуському промисловому районі Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши

УДК 504.05 Асист. Л.Я. Побережна - 1вано-Франтвський шцюнальний

медичний утверситет

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОС1ДАННЯ ЗАСОЛЕНИХ ГРУНТ1В У КАЛУСЬКОМУ ПРОМИСЛОВОМУ РАЙОН1

В умовах сучасно! економiчноl ситуаци житлове будiвництво розвиваеться у над-швидкому темпi. Зменшення кiлькостi земельних дiдянок, як придатш для забудови, мотивуе забудовникiв використовувати для спорудження структурно-нестiйкi грунти, зокрема засолеш. Метою роботи е створення спрощених математичних моделей для ощнювання ризику просiдання засолених грунтiв. Проаншшовано хЬшчний склад засолених грунпв, за результатами якого видiлено основш групи солей та умовно подшено грунти на монозасоленi та шшзасолеш. Запропоновано кондепцiю спрощеного матема-тичного моделювання просдання грунтiв внаслiдок вилуговування у разi моно- та поль засолення.

Ключовi слова: засоленi грунти, цившьне будiвництво, родовища калшних солей, вилуговування солей, моделювання проседания, монозасолення, шшзасолення, Калусь-кий промисловий район.

Актуальшсть роботи. В умовах сучасно! економiчноí ситуацií житлове будавництво розвиваеться у надшвидкому темпi. Зменшення кiлькостi придат-них для забудови земельних дшянок призводить до будавництва на структурно-нестiйких Грунтах, зокрема засолених [1]. Засолеш грунти Прикарпаття знахо-дяться в районах розробки Калуш-Голинського родовища калшних солей. Ареал засолення поширюеться на територiю Калуша та навколишшх сш, зокрема Кадобна, Тужилгв, Пiйло, Голинь, Сгвка-Калуська та ш. В iнших населених пунктах рiвень засоленостi значно нижчий i його впливом на процеси просдан-ня в Грунтах можна знехтувати [2].

Проаналiзувавши причини сповiльнення стоку та активносп грунтових вод на згаданих об'ектах можна прийти до висновку, що вилуговування розчин-них солей значно порушуе рiвновагу напруженого стану гiрських порiд, прось даючо! поверхнi та е однiею з основних причин виникнення руйнiвних дефор-мацiй земно!' поверхнi та споруджених на цих дiлянках об'ектгв промислового та цившьного будгвництва. За даними монiторингу, щорiчно пiд впливом ш-фшьтрацп води виробляеться до 300000 м3 розсолш iз вмiстом солi 127240 г/дм3 (вилуговування солей до 200 т/добу), ят забруднюють джерела водо-постачання Калуша [3].

Рудник "Калуш" е складним прничим комплексом, який розроблявся впродовж 1867-1978 рр. зi значними змiнами в технологиях та структурi видо-бутку. Вш складаеться з Центрального, Хотшського, Пiвнiчно-каíнiтового та Пiвнiчно-сильвiнiтового шахтних полгв. Протягом 1975-2002 рр. у межах Центрального та Швшчно-кашггового шахтних полгв вiдбувалося просiдання земно! поверхш. Заповнення отворiв ненасиченими сольовими розчинами несе у собi загрозу руйнувань мiжкамерних цiликiв та подальше збшьшення руйнiвного ось дання поверхнi, перемщення i прискорення мiграцií розсолу в зош активного водообмiну водоносних горизонпв з подальшим витоком у рiчкову систему [4].

Сучасне проедания земно! поверхш в межах шахтних виробок стано-вить вiд 0,5 до 5,1 м, а за прогнозами досягне ввд 7,1 до 9,1 м, що ктотно попр-шить шженерно-геолопчш умови Калуського промислового району у зв'язку з

активiзащею процеав карстово1 суфозií. Результати налiзу просторово-часово1 динамiки формувальних екологiчних процесiв свдаать, що основними небезпе-ками для здоров'я у Калушi е незворотне порушення стабiльностi геологiчного середовища i трансформацц екологiчноí та техногенно!' катастрофiчноí сигуацп вiд нацiонального до транскордонного ршня [5].

Мета роботи - розробити спрощену математичну модель иросщання за-солених грунпв для прискореного оцiнювання небезпек просiдання засолених грунпв у межах техногенно навантажених територш.

Матерiал i результати дослiджень. Оедання поверхнi над гiрничими виробками, що затоплюються, значною мiрою пов'язанi з попршенням !'х геоме-ханiчноí стйкосп внаслiдок поверхневого вилуговування цiликiв та дифузшно-го зволоження порiд у зош контакту з недостатньо насиченими розчинами. У серединi 80-х рокгв у Калушi вiдселили цiлий мшрорайон по вул. Вiтовського. Близько 36 новобудов розiбрали, а людей переселили в безпечнiшi райони мк-та. Останш провали в цьому райош зафiксовано у 2001 р. Досввд будiвництва рiзних будiвель i споруд довiв, що всi вони тим чи iншим чином схильнi до де-формацш, якi вiдбуваються внаслщок перемiщення часточок грунту [6]. Основш причини деформацií можна подшити на двi групи:

• загальт причини, пов'язанi з особливостями фiзико-механiчних властивостей грунив, якi е основою фундаменту споруди;

• частковi причини, пов'язат з особливостями проведения будiвельних робiт та режиму експлуатацп.

Одшею з найбiльших небезпек е проедания грунтгв основи пiд фундаментами об'екпв житлового та цивiльного будгвництва. Найважливiшим чинни-ком е тип грунту основи [7]. Щд час розрахунку можливих просiдань викорис-тано методику, описану в ДБН В.2.1.-10-2009. Розглянемо можливi просiдання споруд, яю розташованi на засолених грунтах.

Нехай маемо рiвномiрне дифузiйне засолення в межах кожного шару грунту. Розглянемо грунтовий масив, подшений на / шарiв з умовою iзотропií фiзико-механiчних властивостей кожного шару. Тодi просiдання за умови пов-ного вилуговування становитиме:

Випадок I - засолення спричинене однiею хiмiчною сполукою (каíнiт) -монозасолення (рис. 1). Тодi просiдання за умови повного вилуговування та без урахування ущшьнення грунту внаслiдок обводнення становитиме

1 п

р'грунту г' Щ , (1)

рха1 1=1

де: Н - проедания за повного вилуговування солей без урахування обводнен-ня; Бха11 - концентращя солi в /-тому шарi грунту; ргрунту1 - густина /-го шару грунту; Щ - висота /-го шару грунту; ра - густина сол!

Випадок II - засолення спричиненене J-хiмiчними сполуками - полiзасо-лення (рис. 2). Тодi проедання за умови повного вилуговування та без ураху-вання ущiльнення грунту внаслвдок обводнення становитиме для кожного шару грунту

Нащональний лкотехшчний унiверситет Укра'ни

н = I

/ N

I РэаЦ-1=1 Р*а1)

Р

грунту

ч-к,

(2)

де: Н - просщання за повного вилуговування солей без урахування обводнен-ня; Б5а1Р - концентрацiя у-то!' солi в г'-му шарi грунту; ргрунту г - густина /-го шару грунту; к - висота /-го шару грунту; р8а11 - густинау-то! солi.

Рис. 1. Залежтсть глибини проадання

вiд рiвня та глибини засоленостi у разi монозасолення: 1) Вш=0,02, 2) =0,03, 3) Ба=0,04,4) =0,05

Рис. 2. Залежтсть глибини проадання

вiд рiвня та глибини засоленостi у разi полiзасолення: 1) Ба=0,02, 2) =0,03, 3) Баа=0,04,4) =0,05

Малорозчинними сполуками, а отже, i малими деформац1ями за вилуговування нехтуемо. На цей час немае суворо!' математично!' постановки задачi напружено-деформованого стану масиву водонасиченого засоленого грунту, тому надаи потрiбно вдосконалити пропоновану модель шляхом урахування про-сщань внаслiдок обводнення та ущiльнення частинок грунту. Висновки:

1. Проан^зовано характер i причини просiдань грунту в район розроблення родовищ калшних солей 1вано-Франювсько1 обл.

2. Запропоновано спрощену математичну модель просiдання засоленого грунту внаслщок вилуговування у р^ моно- i полiзасолення.

3. Надаи потрiбно, з урахуванням польових дослщжень, провести уточнення математично!' моделi та 11 адаптацiю до реальних умов.

Лiтература

1. Зеркалов Д.В. Науковi основи техногенно-еколопчно! безпеки : монографш / Д.В. Зеркалов, М.Д. Кацман, М.1. Адаменко та ш.; за ред. Д.В. Зеркалова. - К. : Вид-во "Основа", 2014. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://uk.lib-ebook.com/41ekonomika/1492934-1-d-zerkalov-kacman-adamenko-rodkevich-pichkur-naukovi-osnovi-tehnogenno-ekologichnoi-bezpeki-monografiya-elektronne-vidannya.php

2. Грищенков ММ. Розрахунок осiдань та деформацш земно! поверхнi вiд впливу просщаючих грунтов на пiдроблюваних територiях / М.М. Грищенков // Проблеми прського тиску : зб. наук. праць. - 2011. - Вип. 19. - С. 6-26.

3. Садовенко И.А. Экспериментальные исследования суффозионных и эрозионных деформаций лессовых грунтов / И. А. Садовенко, НИ. Деревягина // Вюник Кременчуцького НУ iм. Михайла Остроградського : зб. наук. праць. - 2013. - Вип. 4 (81). - С. 129-134.

г =1

4. Семчук Я.М. Динамжа коефшдента фшьтраци засолених грунпв в процеа вилуговування / Я.М. Семчук, Л.Я. Долшня // Еколопчна безпека та природокористування : зб. наук. праць. - К. : Вид-во "Либщь". - 2009. - Вип. 3. - С. 59-66.

5. Мальований М.С. Аншпз та систематизация юнуючих метод]в оцшювання ступеня еколог1чно! небезпеки / М.С. Мальований, В.М. Шмандш, О.В. Харламова, та ш. // Еколопчна безпека : наук. журнал. - 2013. - Вип. 1/2013 (15). - С. 37-44.

6. Головчак В.Ф. Стан прничопромислових геокомплеков Калуш-Голинського родовища калшних солей та заходи для i'x еколог1чно! оптишзаци / В.Ф. Головчак // Еколопчна безпека та збалансоване ресурсокористування : зб. наук. праць. - 2010. - № 2. - С. 4-13.

7. Преснов О.М. Расчеты суффозионных деформаций грунтов / О.М. Преснов, С.П. Ереско // Системы, методы, технологии : сб. науч. тр. - 2009. - № 4. - С. 75-79.

Побережная Л.Я. Моделирование проседания засоленных почв в Ка-лушском промышленном районе

В условиях современной экономической ситуации жилищное строительство развивается в сверхбыстром темпе. Уменьшение количества земельных участков, пригодных для застройки, мотивирует застройщиков использовать для сооружения структурно-неустойчивые почвы, в частности засоленные. Целью работы является создание упрощенных математических моделей для оценки риска проседания засоленных почв. Проанализирован химический состав засоленных почв, по результатам которого выделены основные группы солей и проведено условное разделение почв на монозасоленные и полиза-соленные. Предложена концепция упрощенного математического моделирования проседания почв вследствие выщелачивания для случаев моно- и полизасолення.

Ключевые слова: засоленные почвы, гражданское строительство, месторождения калийных солей, выщелачивание солей, моделирование проседания, монозасоление, полизасоление, Калушский промышленный район.

Poberezhna L. Ya. Modeling Saline Soils Subsidence in Kalush Industrial

Area

In today's economic situation housing construction is developing at a superfast pace. Reducing the amount of land suitable for building motivates developers to use structurally unstable soils, in particular saline soils. The purpose of the paper is the creation of simplified mathematical models to estimate the risk of saline soils subsidence. The chemical composition of saline soils is analysed. Based on these results, the main group of the salts is highlighted and a conditional separation on grounds monosalinization and polisalinization is carried out. The concept of a simplified mathematical modeling of soil subsidence as a result of leaching of the cases of monosalinization and polisalinization is proposed.

Keywords: saline soils, civil engineering, deposits of potassium salts, Kalush leaching of salts, subsidence modeling, monosalinization, polisalinization, Kalush industrial area.

УДК631.95:615.849 ЗавiдувачЛ.А. Райчук1, канд. с.-г. наук

ДЕЯК1 АСПЕКТИ ВЕДЕННЯ СГЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА НА РАДЮАКТИВНО ЗАБРУДНЕНИХ ЗЕМЛЯХ КШВСЬКОГО ПОЛ1ССЯ

На основi оброблених матерiалiв проаналiзовано стан сшьськогосподарського ви-робництва на територн Кшвського Пшсся за юнуючих соцiально-економiчних та еко-лопчних умов. Окреслено низку прюритетних шляхiв реабштацп та розвитку аграрного сектору регюну. Доведено потребу переходу на агроландшафтну концепщю природокористування. Удосконалено принципи ведения сшьськогосподарського виробництва на радюактивно забруднених територшх у сучасних радюеколопчних та економiчних

1 Лаборагорш радюекологи аграрних i лгсових екосистем вщдшу радюекологи в агросферi 1нституту агроеколо-ги i природокористування НААН, м. Ки1в