Представлены результаты моделирования полей напряжений и анализа прочности породного массива на участке Енисейский (Красноярский край), выбранного для строительства подземной исследовательской лаборатории. Обоснованы варианты граничных условий нагружения моделей по ее границам, результаты моделирования распределения компонент тензора напряжений для четырех вариантов нагружения и оценка стабильности массива с использованием известных моделей прочностного анализа Хука – Брауна, Кулона – Мора, Мизеса и др. Определены закономерности распределения полей напряжений в массиве и отличия, связанные с тектоническими условиями района. Установлено, что локализация зон концентрации интенсивности напряжений зависит от соотношения компонент главных действующих напряжений. Ориентация сжатия в субмеридиональном направлении приводит к росту интенсивности напряжений на 10-15 % относительно иных вариантов моделирования. Зоны аномальных значений интенсивности напряжений расположены внутри блоков, а также в лежачих крыльях тектонических разломов. Модели характеризуются высокими значениями потенциальной энергии формоизменения в зонах разломов (как участков массива, наиболее легко поддающихся деформированию) и их пересечений. Трехмерное моделирование позволяет обнаружить эффекты, которые слабо проявляются в моделях плоского деформированного состояния. Результаты геомеханического моделирования необходимы при планировании экспериментов в подземной исследовательской лаборатории для уточнения изоляционных свойств породного массива при захоронении высокоактивных радиоактивных отходов. Методические подходы трехмерного моделирования применяются геомеханическими и геотехническими службами промышленных предприятий и других опасных производственных объектов (подземные хранилища газа, месторождения полезных ископаемых и др.).

Приведены результаты исследования геодинамических и горно-геологических условий участка Енисейский (Красноярский край), выбранного для строительства подземной исследовательской лаборатории. Лаборатория создается на глубине 500 м с целью обоснования пригодности породного массива для захоронения высокоактивных радиоактивных отходов. Породы представлены слаботрещиноватыми гнейсами, гранитами и дайками метадолеритов. Для оценки устойчивости массива выполнены полевые наблюдения на коренных обнажениях пород, включающие определение показателей качества массива, измерение трещиноватости пород и рейтинговую классификацию устойчивости по методу Н.Бартона, а также ГНСС-наблюдения за деформациями земной поверхности. Эти данные использованы при разработке трехмерной структурной модели, включающей литологию, разрывные нарушения, интрузивные тела, упруго-прочностные свойства пород, размеры зон динамического влияния разломов. Модель станет базой для задания граничных условий и построения трехмерных вариационных моделей напряженно-деформированного состояния, выявления зон концентрации опасных напряжений, а также планирования натурных геомеханических экспериментов в горных выработках подземной лаборатории. Полученные значения модернизированного индекса QR для основных типов пород позволили их отнести к устойчивым и среднеустойчивым, что соответствует крепким и очень крепким породам по шкале Бартона и рейтингу массива по геомеханической классификации.