Фильтрационная устойчивость грунтовых перемычек плотин как временных гидротехнических сооружений

Изучение влияния конструктивно-технологических решений устройства перемычек судоходных гидротехнических сооружений на фильтрационные процессы и устойчивость насыпи ядра плотины при эксплуатационных воздействиях. Метод исследования представляет собой численное моделирование процессов и аналитические методы исследования позволили получить результаты поставленной цели. В результате изучения влияния конструктивно-технологических решений устройства перемычек, как временных судоходных гидротехнических сооружений на фильтрационные процессы и устойчивость насыпи ядра плотины при эксплуатационных воздействиях выполнен анализ конструктивно-технологических решений устройства перемычек судоходных гидротехнических сооружений, анализ способов перекрытия русла реки, как процессов постепенного обжатия потока до появления скоростей течения, размывающих русло реки и материал отсыпки. Выявлены критерии, обеспечивающие фильтрационную прочность грунта для отсыпки ядра грунтовой плотины. Проведено исследование потенциального разрушения перемычки при расчете на основное сочетание нагрузок с помощью численного моделирования. Выполнен анализ фильтрационной устойчивости перемычки методом конечных элементов при динамических воздействиях. Разработаны предложения для исключения скопления профильтровавшейся воды через тело перемычки. Фильтрационная устойчивость грунтовой перемычки, как временного гидротехнического сооружения обеспечивается, по действующему градиенту напора на контакте двух грунтов значительно меньше допустимого градиента, т.е. размыв отсутствует. Полученные результаты численного моделирования позволяют наблюдать более точный механизм разрушения перемычек плотин. Производить работы по замене ремонтных ворот шлюза под защитой грунтовой перемычки возможно только с соблюдением требований нормативно технической документации и проведением необходимых расчетов.

1. URL:https://morflot.gov.ru/deyatelnost/napravleniya_deyatelnosti/rechnoy_flot/vvt/sudohodnyie_gidr_otehnicheskie_soorujeniya/?ysclid=lqiehilt5a647160453 (дата посещения 22.12.2023 г.).

2. Федеральный закон от 27.07.1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» // Собрание законодательства РФ. – 28.07.1197. - № 30. – Ст. 3589.

3. Колосов М. А. Диагностика состояния камеры шлюза по степени гашения напора на верхней голове // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. – 2014. - № 2 (83). – С. 83-86.

4. Соколова Ю. А. Причины атмосферной коррозии металлоконструкций и методы защиты инновации и инвестиции. – 2017. № 8. – С. 157-160.

5. МУ 050-025-2001. Методические указания. Определения технического состояния металлоконструкций ворот и затворов СГТС. – М.: ФГУП ЦБНТИМТ РФ, 2002. – 86 с.

6. Кульмицкий М.Л. Расчетные исследования влияния коррозионного износа на прочность металлоконструкций ворот и затворов шлюзов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. – 2016. - № 1 (35). – С. 60-66.

7. Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» // Собрание законодательства РФ. – 04.01.2010. - № 1. – Ст. 5.

8. Лапин Г. Г. Организация гидротехнического строительства: практическое пособие для проектировщиков, строителей и студентов вуза // . – Москва, 2021. – 189 с. – ISBN 978-56044903-1-0.

9. Телешев В. И. Организация, планирование и управление гидротехническим строительством // В. И. Телешев. – Москва : Стройиздат, 1989. – 416 с.

10. РассказовЛ. Н. Гидротехнические сооружения. Часть 1 / Л. Н. Рассказов, В. Г. Орехов, Н. А. Анискин. – 2-е изд. – Москва : Изд-во Ассоциации строительных вузов: под редакцией Л. Н. Рассказова, 2011. – 575 с.

11. П-885-91. Пособие по технологии возведения плотин из грунтовых материалов к СНиП 2.06.05 84 и СНиП 3.07.01-85" (утв. Всесоюзным ордена Ленина проектно-изыскательским научно-исследовательским объединением "Гидропроект" им. С.Я. Жука 22.02.1991). Введ. 1991-02-22. – М., 1991 – 162 с.

12. Праведный Г. Х. Подготовка скальных оснований плотин из грунтовых материалов / Г. Х. Праведный, В. Г. Радченко – Ленинград : Изд-во Энергия, 1973. – 82 с.

13. Буренкова В. В. Отечественный опыт оценки фильтрационной прочности несвязных грунтов тела плотины и основания // Природообустройство. – 2020. – № 4. – С. 84-91.

14. СП 39.13330.2012. Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84. Введ. 2013-01-01. – М., 2013 – 58 с.

15. URL: http://geowizard.org/index.html (дата посещения 22.12.2023 г.).

16. URL: https://www.plaxis.ru (дата посещения 22.12.2023 г.).

17. Baotang Shen, JingyuShi, Nick Barton, An approximate nonlinear modifi ed Mohr-Coulomb she-ar strength criterion with critical state for intact rocks // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Enginee-ring. 2018. Vol. 10.Iss. 4. Рр. 645-652.

18. Hassani, Rahim &Basirat, Rouhollah&Mahmoodian, Navid. Classical Method and Numerical Modeling for De-signing of Sheet Pile Wall (Case Study: Tuti-Bahri Bridge, Sudan). 2016. 10.13140/RG.2.2.10294.91208.

19. П 56-90/ВНИИГ. Рекомендации по проектированию обратных фильтров гидротехнических сооружений. С.-Перетрубр, 1992 – 110 с.

20. ВСН 04-71. Указания по расчету устойчивости земляных откосов. «Энергия», 1971 – 105 с.

21. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1982. - 672 с.

22. Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Часть 1. Глухие плотины. Агропромиздат, 1985. - 318 с.

23. Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Часть 2. Водосливные плотины. Агропромиздат, 1985. - 302 с.

24. Расчёт водохранилища: водохозяйственное обоснование и определение параметров. Часть II. Расчёт параметров грунтовой плотины: методические указания к выполнению практических работ по курсам «Проектирование водохозяйственных систем», «Водохозяйственные сооружения» и «Инженерные сооружения» для студентов V курса, обучающихся по специальностям 280302 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» и 130302 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания» / О.Г. Савичев, В.В. Крамаренко. –Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 40с.