Разработка методики расчетного обоснования комплекса ГТС с учетом фактических параметров сооружений и основания и данных натурных наблюдений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Юрьев Сергей Владимирович

• Юрьев Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Юрьев Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ГТС НАПОРНОГО ФРОНТА И ОБОБЩЕНИЕ ДАННЫХ МНОГОЛЕТНИХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ БЕТОННЫХ И ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

1.1 Обобщение данных натурных наблюдений за состоянием бетонных плотин Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС

1.1.1 Бетонная плотина Братской ГЭС

1.1.2 Бетонная плотина Усть-Илимской ГЭС

1.1.3 Бетонная плотина Красноярской ГЭС

1.1.4 Сопоставление данных натурных наблюдений за состоянием бетонных плотин Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС

1.1.5 Сравнение с состоянием бетонной плотины Богучанской ГЭС

1.2 Обобщение данных натурных наблюдений за состоянием грунтовых плотин Братской и Усть-Илимской ГЭС

1.2.1 Грунтовые плотины Братской ГЭС

1.2.2 Грунтовые плотины Усть-Илимской ГЭС

1.2.3 Сравнение с состоянием каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС

1.3 Обзор существующих методик расчетного обоснования ГТС напорного фронта Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС в сравнении с Богучанской ГЭС

1.3.1 Методики расчетного обоснования бетонных плотин в сравнении с Богучанской ГЭС

1.3.2 Методики расчетного обоснования грунтовых плотин в сравнении

с Богучанской ГЭС

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

37

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДАННЫХ МНОГОЛЕТНИХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ, КНП И ИХ СОПРЯЖЕНИЙ (В Т.Ч. БЕРЕГОВЫХ ПРИМЫКАНИЙ) БОГУЧАНСКОЙ ГЭС

2.1 Анализ и обобщение данных натурных наблюдений за состоянием бетонной плотины

2.1.1 Конструкция бетонной плотины Богучанской ГЭС и размещение в ней КИА

2.1.2 Исследование данных натурных наблюдений за состоянием бетонной плотины

2.2 Анализ и обобщение данных натурных наблюдений за состоянием каменно-набросной плотины

2.2.1 Конструктивные особенности каменно-набросной плотины

2.2.2 Исследование данных натурных наблюдений за состоянием каменно-набросной плотины с учётом её фактического профиля

2.3 Анализ и обобщение данных натурных наблюдений за состоянием сопряжения бетонной плотины с каменно-набросной плотиной

2.3.1 Конструкция сопряжения бетонной плотины и каменно-набросной плотины

2.3.2 Исследование данных натурных наблюдений за состоянием сопряжения секции №34 бетонной плотины с каменно-набросной плотиной

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ С ОЦЕНКОЙ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОМПЛЕКСА ГТС НАПОРНОГО ФРОНТА ГИДРОУЗЛА И ИХ СОПРЯЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ

3.1 Основные положения методики расчетных исследований

3.2 Методика расчетных исследований бетонной плотины в рамках ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта Богучанской ГЭС с основанием

3.3 Методика расчётных исследований каменно-набросной плотины в рамках ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта Богучанской ГЭС с основанием

3.4 Методика расчетных исследований сопряжения бетонной и каменно-набросной плотин в рамках ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта Богучанской ГЭС с основанием

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ С ОЦЕНКОЙ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОМПЛЕКСА ГТС НАПОРНОГО ФРОНТА ГИДРОУЗЛА БОГУЧАНСКОЙ ГЭС НА ОСНОВЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ С УЧЕТОМ ДАННЫХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ПРОГНОЗА ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЙ

4.1 Расчетное обоснование НДС, прочности и устойчивости бетонной плотины

4.2. Расчетное обоснование НДС, прочности и устойчивости КНП

4.3. Расчетное обоснование НДС, прочности и устойчивости сопряжения бетонной плотины с КНП

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ДАННЫЕ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ДАННЫЕ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ КНП (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

ПРИЛОЖЕНИЕ В. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМАТИКЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики расчетного обоснования комплекса ГТС с учетом фактических параметров сооружений и основания и данных натурных наблюдений»

Актуальность темы исследования.

Федеральный закон от 21 июня 1997 г. №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности на всех этапах жизненного цикла гидротехнического сооружения (ГТС) [80].

На практике имеются примеры отклонений состояния ГТС напорного фронта от проекта (например, Богучанская ГЭС) в периоды длительных сроков строительства (30 лет), наполнения водохранилища (3 года) и эксплуатации (8 лет). При этом ГТС находятся под воздействием нагрузок, характерных для указанных периодов [62].

К примеру, в период затянувшегося строительства Богучанской ГЭС происходило разуплотнение основания сооружений и снижение модуля его деформации, укладывались массивы мерзлого грунта и грунты с пониженным объемным весом.

Для обеспечения безопасной эксплуатации ГТС возникает необходимость проведения дополнительных расчетных исследований и обоснования прочности и устойчивости ГТС напорного фронта и их сопряжений (в том числе береговых примыканий) с учетом фактической конфигурации, актуальных физико-механических характеристик материалов ГТС и их оснований, отклонений от проектных предпосылок, а также с учетом прогнозирования их состояния [65, 70, 71].

Степень разработанности темы исследования. В ходе работы над диссертацией установлено, что тема расчетных исследований и обоснования прочности и устойчивости ГТС напорного фронта (в том числе бетонных и грунтовых плотин) с учетом оснований представлена в работах ряда известных организаций: АО «Институт Гидропроект», АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», филиала АО «Институт Гидропроект»-«НИИЭС», ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», АО «Ленгидропроект», Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Swiss Federal Institute of Technology,

China Institute of Water Resources and Hydropower Research (IWHR), Disaster Prevention Research Institute (DPRI), KyotoUniversity, Pimentade Ávila Consultoria Ltd, University of Coimbra и др., а также специалистов: Анахаев К.Н., Анискин Н.А., Аргал Э.С., Беллендир Е.Н., Белостоцкий А.М., Бестужева А.С., Бронштейн В.И., Вовкушевский А.В., Волосухин В.А., Волынчиков А.Н., Гейнац Г.С., Гинзбург С.М., Грошев М.Е., Дейнеко А.В., Дымант А.Н., Жарницкий В.Я., Зарецкий Ю. К., Козинец Г.Л., Козлов Д.В., Ксенофонтова Т.К., Кузнецов В.С., Лисичкин С.Е., Ляпичев Ю.П., Моргунов К.П., Орехов Г.В., Рубин О.Д., Саинов М.П., Толстиков В.В., Трапезников Л.П., Юделевич А.М., Martin Wieland, R.PeterBrenner, Jia Jinsheng, T. Sumi, Miguel M. Lino, Joaquim Pimentade Ávila и др.

Следует отметить, что существующие методики расчетного обоснования прочности и устойчивости ГТС напорного фронта наряду с выполнением ряда требований по обоснованию проектных решений имеют определенные недостатки: расчеты изолированных секций бетонных плотин в плоской упругой постановке; расчеты без учета взаимовлияния сооружений напорного фронта; расчеты без учета сопряжений плотин и береговых примыканий; расчеты без учета актуальных размеров и физико-механических характеристик сооружений и основания и др., что потребовало совершенствования методики.

Цель диссертационной работы состоит в разработке новой методики расчетного обоснования комплекса ГТС с учетом уровня безопасности и фактических параметров сооружений и основания, и данных натурных наблюдений.

Задачи диссертационной работы были поставлены с учетом необходимости достижения указанной цели:

1. Выполнить анализ данных многолетних натурных наблюдений за состоянием бетонных и грунтовых плотин Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС, а также аналитический обзор существующих методик

расчетного обоснования прочности и устойчивости ГТС напорного фронта и их сопряжений в сравнении с Богучанской ГЭС.

2. Выполнить исследования с разработкой прогнозных эмпирических зависимостей для осадок и горизонтальных смещений марок, размещенных на низовой упорной призме КНП, а также осадок створных секций бетонной плотины на основе данных натурных наблюдений за состоянием бетонной и каменно-набросной (КНП) плотин и их сопряжений (в т.ч. береговых примыканий) Богучанской ГЭС при действии нагрузок, характерных для периодов жизненного цикла сооружений.

3. Разработать новую методику расчетного обоснования прочности и устойчивости комплекса ГТС напорного фронта, позволяющую выполнять оценку уровня безопасности комплекса ГТС напорного фронта гидроузла и их сопряжений (в т.ч. береговых примыканий), учитывающую результаты исследований данных многолетних натурных наблюдений, в т.ч. отклонений от проектных предпосылок, и прогнозирования изменения их состояния на основе пространственной конечно-элементной численной модели (ПКЭЧМ) комплекса ГТС с основанием.

4. Разработать ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС и их сопряжений с основанием (включая береговые примыкания), являющуюся неотъемлемой частью системы мониторинга сооружений гидроузла, с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений.

5. Выполнить на основе разработанной методики и откалиброванной ПКЭЧМ комплекса ГТС с основанием и береговыми примыканиями расчетное обоснование прочности и устойчивости ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС с оценкой уровня безопасности сооружений и прогноза изменения их состояния.

Научная новизна исследований состоит в:

- анализе и обобщении данных многолетних натурных наблюдений за

состоянием бетонной плотины, КНП и их сопряжений (в т.ч. береговых

примыканий) Богучанской ГЭС при действии нагрузок, характерных для периодов жизненного цикла ГТС, разработке прогнозных эмпирических зависимостей для осадок и горизонтальных смещений марок, размещенных на низовой упорной призме КНП, а также осадок створных секций бетонной плотины;

- разработке новой методики расчетных исследований НДС и обоснования прочности и устойчивости с оценкой уровня безопасности комплекса ГТС напорного фронта гидроузла и их сопряжений (в т.ч. береговых примыканий) на основе ПКЭЧМ, учитывающей результаты исследований, данных многолетних натурных наблюдений и отклонений от проектных предпосылок, а также прогноза изменения состояния сооружений;

- разработке и апробации ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС с основанием, являющейся неотъемлемой частью системы мониторинга сооружений, учитывающей результаты исследований данных натурных наблюдений;

- получение на основе применения ПКЭЧМ результатов расчета НДС и оценки уровня безопасности комплекса ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений и прогноза изменения состояния сооружений.

Теоретическая значимость работы

Разработанная новая методика расчетных исследований НДС и обоснования прочности и устойчивости, позволяющая выполнять оценку уровня безопасности комплекса ГТС напорного фронта и их сопряжений (в т.ч. береговых примыканий) с учетом актуальных размеров и физико-механических характеристик материалов ГТС и их оснований с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений (а также отклонений от проектных предпосылок) и прогноза изменения состояния сооружений.

Практическая значимость работы

Разработанная ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта (включая бетонную плотину, КНП и их сопряжение, а также береговые примыкания)

гидроузла Богучанской ГЭС с основанием (являющаяся неотъемлемой частью системы мониторинга сооружений гидроузла), позволяющая выполнять оценку уровня безопасности комплекса ГТС, с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений.

Результаты диссертационного исследования позволили выполнить расчетные исследования НДС и обоснование прочности и устойчивости с оценкой уровня безопасности ГТС напорного фронта Богучанской ГЭС и их сопряжения (в т.ч. береговых примыканий) с учетом актуальных размеров и физико-механических характеристик материалов ГТС и их оснований, а также с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений и отклонений от проектных предпосылок, а также прогноза изменения состояния сооружений.

Методология и методы исследования. Методика исследований заключалась в проведении теоретических и натурных исследований бетонных и грунтовых сооружений Богучанской ГЭС и их сопряжения (в т.ч. береговых примыканий).

Методология диссертационных исследований заключалась в использовании общенаучных методов исследований: теоретических и практических. Практические методы включали в себя исследования данных натурных наблюдений за состоянием ГТС напорного фронта Богучанской ГЭС (при действии нагрузок, характерных для периодов длительного строительства, наполнения водохранилища и эксплуатации). Теоретические методы, в том числе метод конечных элементов, применялись при проведении расчетных исследований и обосновании прочности и устойчивости ГТС и их сопряжения (в т.ч. береговые примыкания) с оценкой уровня безопасности комплекса ГТС при учете актуальных размеров и физико-механических характеристик материалов ГТС и их оснований, результатов исследований данных натурных наблюдений (а также отклонений от проектных предпосылок) и прогноза изменения состояния сооружений.

Статистические методы применялись при разработке прогнозных эмпирических зависимостей для осадок и горизонтальных смещений марок, размещенных на низовой упорной призме КНП, а также осадок створных секций бетонной плотины.

Личный вклад автора. Основные результаты исследовательской работы, изложенные в диссертации, получены лично автором. Совместно с научным руководителем были определены цели, задачи, основные направления исследования.

Соискатель самостоятельно выполнял научные исследования данных натурных наблюдений, принимал непосредственное участие в проведении расчетных исследований.

Автором разработана новая методика, позволяющая выполнять расчетные исследования НДС и обоснование прочности и устойчивости с оценкой уровня безопасности ГТС напорного фронта при учете фактического состояния сооружений, а также результатов исследований данных натурных наблюдений и отклонений от проектных предпосылок и прогноза изменения их состояния.

Автор выражает признательность научному руководителю работы -доктору технических наук О.Д. Рубину, а также доктору технических наук С.Е. Лисичкину и кандидату технических наук И.В. Баклыкову, которые стали соавторами ряда публикаций.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа и обобщения данных многолетних натурных наблюдений за состоянием бетонной плотины, КНП и их сопряжения (в т.ч. береговых примыканий) Богучанской ГЭС при действии нагрузок, характерных для периодов жизненного цикла ГТС, разработанные прогнозные эмпирические зависимости для осадок и горизонтальных смещений марок, размещенных на низовой упорной призме КНП, а также осадок створных секций бетонной плотины.

2. Разработанная новая методика расчетных исследований НДС и обоснования прочности и устойчивости с оценкой уровня безопасности

комплекса ГТС напорного фронта гидроузла и их сопряжений (в т.ч. береговых примыканий) на основе ПКЭЧМ, учитывающая результаты исследований данных многолетних натурных наблюдений и отклонений от проектных предпосылок, а также прогноз изменения состояния сооружений.

3. Разработанная и апробированная ПКЭЧМ комплекса ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС с основанием, являющаяся неотъемлемой частью системы мониторинга сооружений, учитывающая результаты исследований данных натурных наблюдений.

4. Полученные на основе применения ПКЭЧМ результаты расчета НДС, обоснования прочности и устойчивости с оценкой уровня безопасности комплекса ГТС напорного фронта гидроузла Богучанской ГЭС с учетом результатов исследований данных натурных наблюдений и прогноза изменения состояния сооружений.

Степень достоверности и апробация результатов исследований

Достоверность основных положений и выводов работы подтверждается применением проверенных вычислительных программных комплексов; взаимным сопоставлением результатов расчетных исследований и результатов исследований данных натурных наблюдений; применением статистических методов исследований.

Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: на 25-ом конгрессе по большим плотинам в городе Ставангер, Норвегия, 6-8 июня 2015 г.; на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ» в городе Санкт Петербурге, 2013 г.; на заседании Всероссийского научно-практического семинара «Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства», посвященного 105-летию со дня рождения профессора, д.т.н. С. М. Слисского (г. Москва, НИУ МГСУ, 16-17 мая 2018 г.); на заседании IV

Всероссийского научно-практического семинара «Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства», (г. Москва, НИУ МГСУ, 24 мая 2023 г.); на международной конференции «Construction Mechanics, Hydraulics & Water Resources Engineering» Autumn Season (CONMECHYDRO 2023 AS) (г. Ташкент, 23-24 ноября 2023 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 4 работы опубликованы в журналах, включенных в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание учетной степени доктора наук», 5 работ опубликованы в сборниках других изданиях.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 219 страницах машинописного текста, состоит из введения, основной части, включающей 4 главы, заключения, списка литературы из 116 наименований, содержит 126 рисунков и 48 таблиц, 4 приложения.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ГТС НАПОРНОГО ФРОНТА И ОБОБЩЕНИЕ ДАННЫХ МНОГОЛЕТНИХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ БЕТОННЫХ И ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

1.1 Обобщение данных натурных наблюдений за состоянием

бетонных плотин Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС

1.1.1 Бетонная плотина Братской ГЭС

В состав напорного фронта Братского гидроузла входят бетонные плотины: русловая длиной 924 м и береговые общей длиной 517 м, а также береговые земляные плотины общей длиной 3699 м.

Бетонная плотина имеет максимальную высоту 126 м при расчетном напоре 106 м. Плотина разрезана через каждые 22 м в соответствии с длиной блока здания ГЭС.

В конструктивном отношении русловая плотина делится на три части: станционную, водосливную и глухую [23, 33, 35, 50, 88].

Наполнение водохранилища начато в 1961 г. Первый агрегат станции был пущен в ноябре 1961 г., последний - в 1966 г., в сентябре 1967 г. станция была принята в эксплуатацию [23, 88].

Состояние шва-контакта со скалой

Впервые на Братской ГЭС зафиксировано раскрытие шва-контакта со скалой с разуплотнением основания под напорной гранью [23, 34, 35, 82, 88].

Так в сентябре 1967 г. при подъеме уровня ВБ до НПУ 122 м отмечалось раскрытие контактного шва в 2-х секциях и скачкообразное необратимое нарастание противодавления воды в основании с низовой стороны цемзавесы (несмотря на наличие расширенных швов) [23, 82,88].

Противодавление воды в основании бетонной плотины

Как было отмечено выше, зафиксировано раскрытие шва-контакта со скалой под верховой гранью с разуплотнением основания и увеличение противодавления за цементационной завесой [23, 35, 82].

В большей степени процесс разуплотнения основания затронул станционные секции, в меньшей - глухие и водосливные секции [23].

Также были проанализированы натурные данные:

- по осадкам бетонной плотины [82];

- по горизонтальным смещениям гребня бетонной плотины [82, 88].

Подводя итог анализу данных натурных наблюдений следует

подчеркнуть следующее:

- впервые обнаружилось явление, названное разуплотнением основания под напорной гранью [23, 34, 35, 82, 88];

- как следствие разуплотнения основания - раскрытие контактного шва «бетон-скала» [23, 34, 35, 82, 88];

- скачкообразное увеличение противодавления за цементационной завесой по сравнению с соответствующими проектными значениями (несмотря на наличие расширенных швов) [23, 34, 88];

- максимальная осадка наблюдалась под секциями 53-56 водосливной части, расположенными над зоной, повышенной водопроницаемости диабазов и песчаников [34, 82, 88];

- непроектная схема статической работы плотины вследствие неэффективности частичной цементации межстолбчатых швов (из-за неравномерного возведения соседних столбов плотины), что приводит к изменению схемы статической работы плотины (частичная немонолитность) [33, 34, 35];

- непроектная схема статической работы плотины вследствие сезонного раскрытия строительных швов на низовой грани плотины, что изменяет схему статической работы плотины (сезонная немонолитность плотины) [33, 34, 35];

- отмечена эффективность дренирования основания (в слабопроницаемых породах) первых столбов плотины (в том числе скважинами для установки КИА) для снижения противодавления [34].

1.1.2 Бетонная плотина Усть-Илимской ГЭС

Бетонная плотина высотой до 105 м имеет длину 1477 м и разрезана через каждые 22 м в соответствии с длиной секций здания ГЭС.

Водосливная часть состоит из 11 секций с поверхностным сливом. Расчетный напор составляет 85,5 м. Станционная часть плотины включает 18 секций. Остальную часть бетонной плотины представляют глухие секции, русловые и береговые.

Усть-Илимская ГЭС введена в эксплуатацию в 1969 г., принята в промышленную эксплуатацию в конце 1980 г. [32, 86, 87].

Были проанализированы натурные данные:

- по осадкам бетонной плотины [87, 86];

- по горизонтальным смещениям гребня бетонной плотины [86, 87];

- по состоянию горизонтальных строительных швов [34, 86, 87].

Состояние контактного шва «бетон-скала»

От совместного действия собственного веса, гидростатической нагрузки, фильтрационных сил и температурных воздействий, учитываемых в расчетных и экспериментальных исследованиях, под первыми столбами возникает область двухосного растяжения протяженностью 12 м от напорной грани и глубиной 9 м, определяющая возможность раскрытия контактного шва и разуплотнения основания.

Раскрытие шва-контакта между бетоном и основанием под секциями 26 и 45 оказалось незначительным, вследствие действия противодавления, которое оказалось меньше проектного, оно имеет локальный характер (1-1,5 м от напорной грани) и сопровождается разуплотнением основания под верховыми столбами.

По мере бетонирования вышележащих блоков раскрытый контактный шов начал частично закрываться, причем наиболее интенсивно под бычками, через которые передается на основание вес бетона [86].

Подводя итог анализу данных многолетних натурных наблюдений за состоянием бетонных плотин Братской и Усть-Илимской ГЭС следует подчеркнуть следующее:

- от совместного действия собственного веса, гидростатической нагрузки, фильтрационных сил и температурных воздействий под первыми столбами плотины возникает область двухосного растяжения протяженностью 12 м от напорной грани и глубиной 9 м, определяющая возможность раскрытия контактного шва «бетон-скала» [86, 87];

- раскрытие контактного шва «бетон-скала» имеет локальный характер (1,0-1,5 м от напорной грани) [86, 87];

- происходит разуплотнение основания под первыми столбами секций бетонной плотины [86, 87];

- в наиболее неблагоприятных условиях оказались станционные секции, в которых штрабленный профиль и не закрытые на зиму необогреваемые водоводы определили максимальное влияние гидростатической нагрузки и температурных воздействий, что вызвало раскрытие контактного шва «бетон-скала» и разуплотнение основания первых столбов уже в первый этап наполнения водохранилища [86, 87];

- максимальная осадка отмечается у секций 39-44 станционной части плотины на участках повышенной трещиноватости диабазов [86, 87];

- противодавление в основании плотины меньше проектного. Заметное влияние на снижение противодавления оказали скважины КИА, геофизические и цементационные в основании первых столбов [86, 87];

- наибольшая протяженность сезонных раскрытий строительных швов (до 5 м) со стороны низовой грани глухих секций в пределах средней трети их высоты; что влияет на изменение проектной схемы статической работы плотины (сезонная немонолитность секций плотины) [86, 87];

- на напорной грани плотины имеют место сезонные температурные растягивающие напряжения [86, 87].

1.1.3 Бетонная плотина Красноярской ГЭС

Бетонная плотина Красноярского гидроузла гравитационного типа с разгрузочными полостями шириной 4-6 м в основании, имеет высоту 128 м и длину 1072,5 м (с разрезкой на секции по 15 м), при расчетном напоре 93 м.

Гранитное скальное основание под подошвой усилено цементационной завесой. Следует особо отметить, что наиболее крупная трещина в скальном основании мощностью 2,5-3 м пересекает напорный фронт на участке водосливной плотины [1, 2, 36].

Первые агрегаты станции были пущены в ноябре 1967 г., в 1970 г. был достигнут проектный напор, в постоянную эксплуатацию гидроузел сдан в 1972 г. [36, 43, 44].

Состояние контактного шва «бетон-скала»

Раскрытие шва-контакта между бетоном и основанием не отмечается, со стороны напорной грани регистрируется деформация сжатия в пределах до 0,04 мм с сезонным изменением до 0,004 мм [36,43].

Также были проанализированы натурные данные [36,43, 44]:

- о бетоне секций плотины [36];

- по осадкам бетонной плотины [1];

- по горизонтальным смещениям гребня бетонной плотины [1];

- по фильтрационному режиму [1].

Подводя итог анализу данных натурных наблюдений следует подчеркнуть следующее:

- зафиксировано уменьшение прочности бетона наружного слоя [36];

- отмечается работа неполным профилем вследствие раскрытия швов на низовой грани [36].

1.1.4 Сопоставление данных натурных наблюдений за состоянием

бетонных плотин Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС

Сопоставление характеристик Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС бетонных плотин представлено в таблице 1. 1

Таблица 1. 1 Сопоставление характеристик плотин

Характеристика плотины Братская ГЭС Усть-Илимская ГЭС Красноярская ГЭС

Река Ангара Ангара Енисей

Среднемноголетний расход, м3/с 2906 3200 2790

Тип плотины Гравитационная с расширенными Гравитационная массивная Массивная с дренажными полостями в основании

швами

Траппы, Траппы, Граниты

Основание подстилаемые подстилаемые средне- и

песчаниками песчаниками мелкозернистые

Среднегодовая температура, °С -2,6 -3,9 -0,4

Максимальная высота плотины, м 126 105 120

Наклон низовой грани 0,8 0,7 0,8

Длина подошвы, м 89 72 96

Столбчатая разрезка, м 13,8 12,0 11,5

Ширина секций, м 15(22) 22,0 15,0

Объем бетона, млн. м3 4,4 3,8 4,35

Напор, м 106 90,7 93

Установленная мощность, тыс. кВт 4500 4320 6000

Продолжительность

наполнения 6 2,5 2,8

водохранилища, годы

Также были проанализированы:

- природные условия, конструктивные и технологические особенности;

- геологические условия;

- геометрические размеры;

- состояние бетонных массивов в эксплуатационном режиме. Состояние контактного шва «бетон-скала»

На плотине Братской ГЭС было впервые в практике отечественных натурных исследований установлено в контактном шве «бетон-скала»

несколько телетензометров в двух глухих секциях. В плотине Красноярской ГЭС был установлен всего один телетензометр, а в плотине Усть-Илимской ГЭС к началу подъема уровня верхнего бьефа работало 54 тензометра в контактных швах глухих, водосливных и станционных секций.

В настоящее время по данным тензометрических наблюдений на плотине Усть-Илимской ГЭС имеются секции с локальным раскрытием шва-контакта.

Противодавление в основании бетонных плотин

Вследствие раскрытия шва-контакта под напорной гранью может быть высокое противодавление из-за затрудненности разгрузки фильтрационного потока в маловодопроницаемом основании.

На плотине Братской ГЭС следствием раскрытия контактного шва «бетон-скала» и разуплотнения основания явилось повышение противодавления за цементационной завесой.

В секциях с повышенным противодавлением была проведена повторная цементация основания первых столбов. В результате цементации противодавление понизилось на срок от нескольких месяцев до нескольких лет, но в 1974 г., когда уровень водохранилища вновь приблизился к НПУ, произошло скачкообразное увеличение противодавления, что обусловило временную эффективность цементации.

На плотине Усть-Илимской ГЭС разуплотнение основания в ряде секций не вызывает роста противодавления, которое снимается дренированием первых столбов.

На плотине Красноярской ГЭС пьезометры продольного створа с низовой стороны цементационной завесы измеряют противодавление вблизи дренажной галереи. Это противодавление находится в рамках проектных требований (0,2 Н), а характер - стабилен.

Также были проанализированы натурные данные:

- по особенностям фильтрации через тело плотин;

- по осадкам секций плотин;

- по горизонтальным смещениям гребня плотин;

- сравнительные данные по прочности бетона плотин.

Выводы по результатам натурных исследований.

1. Вследствие суровых климатических условий на плотинах имеют место большие сезонные колебания температуры в бетонных массивах и напряжений на низовой и напорной гранях, а также сезонные горизонтальные перемещения. Действие отрицательной температуры проявляется в изменении физико-механических свойств бетона (коэффициента линейного расширения, прочности и модуля упругости), вызывающем увеличение протяженности и глубины раскрытий конструктивных и строительных швов, а также температурных деформаций столбов и секций.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Юрьев Сергей Владимирович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Александровская Э.К., Василевская Л.А., Гусев Ю.Н., Урахчин В.П. «Результаты натурных наблюдений за общими перемещениями Красноярской плотины и скального основания» // Гидротехническое строительство, 1973, №1, с. 17-23.

2.Александровская Э.К., Стафиевский В.А., Ботвинов Б.Г. «Результаты обследования гидротехнических сооружений Красноярской ГЭС»//Гидротехническое строительство, 2000, №6, с. 14-16.

3.Анахаев К.Н., Амшоков Б.Х., Анахаев К.К. «К расчету длины геофизических объектов гиперболического очертания» // Природообустройство. 2021 ;(4):85-89.

4.Анахаев К.Н., Бестужева А.С., Анахаева Х.К. «Фильтрационный расчет геофизической «стены в грунте» из буросекущихся свай» // Гидротехническое строительство, 2022, №8, с. 6-14

5.Анискин Н.А., Нгуен Чонг Чык «Термонапряженное состояние приконтактной зоны возводимого бетонного массива» // Вестник МГСУ, том 16, выпуск 11, 2021, с. 1483-1492

6.Анискин Н.А., Ступивцев А.В. «Фильтрация дамбы верхнего бассейна гидроаккумулирующей станции» // Строительство: наука и образование, 2024, том 14, выпуск 2(52), с. 6-17

7.Аргал Э.С., Рыжанкова Л.Н. «Мониторинг омоноличивания бетонной плотины»//Gidшtekhшcheskoe Stroitel'stvo. 2017. С. 40-45

8.Аргал Э.С. «Особенности раскрытия и цементации наклонных температурно-усадочных швов высоких бетонных плотин» // Инженерные системы-2015: сборник трудов VIII международной научно-практической конференции. Москва, 20-22 апреля 2015 г., РУДН. 2015. С. 296-300

9.Е.Н. Беллендир, О.Д. Рубин, С.И. Юрьев, С.Е. Лисичкин, И.В. Баклыков «Анализ результатов натурных и расчетных исследований прочности и устойчивости каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС с прогнозированием ее состояния» // Природообустройство, №2, 2024, с.48-56.

10.Беллендир Е.Н., Рубин О.Д., Юрьев С.В., Лисичкин С.Е., Баклыков И.В. «Расчеты напряженно-деформированного состояния сопряжения бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС» // Природообустройство, №1, 2024, с.49-56.

П.Белостоцкий А.М. «Комплекс программ «СТАДИО-81» на ЕС ЭВМ расчета пространственных комбинированных физически нелинейных систем на статические и динамические воздействия» // Сб. научных трудов Гидропроекта. - 1983. - Вып. 85. - С. 25-35.

12.Белостоцкий А.М. «Численное моделирование комплексного напряженно-деформированного состояния конструкций и сооружений энергетических объектов» // Гидротехническое строительство. - 1999. - №2 8/9. - С. 88-93.

13.Блинов И.Ф., Гальперин И.Р., Лавров Б.А., Мирзак Е.М. Контрольные наблюдения на бетонной плотине Богучанской ГЭС в строительный период // Гидротехническое строительство. - 1993. - № 9. - С. 3-8.

14.Богучанская ГЭС на реке Ангаре. Этапы строительства, обеспечивающие ввод в эксплуатацию девяти агрегатов Богучарской ГЭС в 2012-2013 гг.: Проект. Этап 1. Этап строительства, обеспечивающий ввод в эксплуатацию первых трёх агрегатов Богучанской ГЭС в июле 2012 года. Том 2. Основные сооружения гидроузла. Книга 1 255. 26-ЗКУ-ЭС1-Т2-КН1. Институт Гидропроект. - М.,2011. - 61 лист.

15.Братская ГЭС имени 50-летия Великого Октября. Технический отчет о проектировании, строительстве и эксплуатации. Энергия 1974, с.58.

16.Бронштейн В.И., Грошев М.Е. «Численное моделирование напряженно-деформированного состояния высоких плотин» // Гидротехническое строительство. - 2002. - № 6. - С. 2-11.

17.Вавилова В.К., Юрьев С.В. «Обеспечение надежности бетонной плотины Богучанской ГЭС на основе контроля состояния контактного шва со стороны верховой грани» // Вестник МГСУ. 2013. №7. C. 157-167.

18.Вовкушевский А.В., Шойхет Б.А. «Расчёт массивных гидротехнических сооружений с учётом раскрытия швов» // Библиотека гидротехника и гидроэнергетика. М.: Энергия. - 1981. - Вып. 70. - 136 с.

19.Волосухин В. А., Дыба В. П., Моргунов В. Н. «Сейсмобезопасность строительных объектов и гидротехнических сооружений» // - 4-е издание, исправленное и дополненное. - Москва : Издательство «Русайнс», 2017. - 264 с. - ISBN 978-5-4365-1751-3.

20.Волынчиков А.Н., Воробьев А.Л., Гребенщиков В.П., Рубин О.Д. Лисичкин С.Е. «Особенности состояния бетонных сооружений Богучанской ГЭС» // «Гидротехническое строительство», №11, 2007, с. 26-30.

21.Волынчиков А.Н., Толошинов А.В., Гурьев А.П., Козлов Д.В., Ханов Н.В. «Выбор конструкции концевого устройства поверхностного водосброса №2 Богучанской ГЭС» // Гидротехническое строительство. - 2009. - №3. - С. 10-15.

22.Волынчиков А.Н. «Обоснование элементов конструкций водосбросных сооружений со ступенчатой водосливной гранью для высоконапорных бетонных плотин» Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, С.-Пб., 2009, с.16.

23.Гинзбург С.М. «Бетонная плотина Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 2001, №10, с.5-9.

24.ГОСТ 30416-2012 «Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения», М., Стандартинформ, 2012, 12 с.

25.ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» М., Стандартинформ, 2012, 12 с.

26.ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава», М., Стандартинформ, 2019, 20 с.

27.ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. - М.: Стандартинформ, 1980. -14 с.

28. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. - М.: Стандартинформ, 2013. -31 с.

29.ГОСТ 22690-2015. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. - М.: Стандартинформ, 2016. - 19 с.

30.Дейнеко, А. В. «Расчетное обоснование сооружений с учетом динамических воздействий от технологического оборудования при землетрясении» // Вестник МГСУ. - 2010. - № 4-4. - С. 106-111.

31.Дейнеко А.В., Е.А. Серова., Д.Ю. Чунюк «Специфика количественного анализа геотехнического риска» // Вестник МГСУ. - 2010. -№ 4-4. - С. 136-143.

32.Дурчева В.Н., Пучкова С.М. «Натурные исследования контактной зоны бетонной плотины Усть-Илимской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 1980, №6, с. 32-35.

33.Дурчева В.Н., Пучкова С.М. «Оценка состояния бетонной плотины Братской ГЭС по результатам многолетних натурных исследований» // Гидротехническое строительство, 1993, №11, с. 35-39.

34.Дурчева В.Н., Пучкова С.М. «Разуплотнение контактной зоны под первым столбом высоких бетонных плотин» // Гидротехническое строительство, 2016, №6, с. 2-6.

35.Дурчева В.Н. «Результаты натурных наблюдений за работой бетонной плотины Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 2011, №11, с. 4649

36.Епифанов А.П., Чупин Г.А., Кузьмин Н.Г. «Состояние плотины Красноярской ГЭС после 40 лет эксплуатации» // Гидротехническое строительство, 2007, №10, с. 2-8

37.Жарницкий В. Я. Совершенствование теории и методов оперативного геотехнического контроля качества возведения каменно-земляных плотин и прогноза их деформаций по результатам строительства: диссертация доктора технических наук: 05.23.07. - Москва, 2006. - 295 с.

38.Жарницкий В.Я., Андреев Е.В. «Проблемы эксплуатационной надежности и безопасности грунтовых плотин» // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка: научно-практический журнал - М., 2013-. - Двухмес.- ISSN 0536-101Х. 2013, № 1. - с.42-47

39.Жебелев Ю.А., Соловьева З.И. «Правобережная грунтовая плотина Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, №7, 1984, с. 37-40.

40.Калустян Э.С., Горбушина В.К., Корябин И.А. «Состояние основания бетонной плотины Богучанской ГЭС по данным натурных наблюдений» // «Гидротехническое строительство», № 4, 2000. - С.19-23.

41.Калустян Э.С., Гребенщиков В.П. «Современное состояние основания бетонной плотины Богучанской ГЭС» // Гидротехническое строительство. -2005. - № 8. - С.31-38.

42. Клевцов А.М., Телецкий С.М., Шайтанов А.М., Юрьев С.В. «Особенности применения современных материалов для ремонта бетонных конструкций напорных гидротехнических туннелей и водоводов» // Гидротехника. 2021. №2(63), с. 80-83.

43.Кузьмин Н.Г., Рассказчиков В.А. «Прочностные и деформативные свойства бетона и прочностные свойства скального основания плотины Красноярской ГЭС по истечении 40-летнего периода эксплуатации» // Известия ВНИИГ, 2015, т.276, с. 24-32.

44.Кузьмин Н.Г., Чупин Г.А. «Водосбросной тракт Красноярского гидроузла» // Гидротехническое строительство, 2007, №10, с. 9-11.

45.Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Юрьев С.В. «Контроль состояния приконтактной зоны основания бетонной плотины на основе данных натурных наблюдений» // Известия вузов. Строительство. 2019. № 4 (724). С. 74-81.

46.Луканов Д.Д., Расторгуев Н.А., Юрьев С.В. «Оценка геофильтрационных параметров на основе одновременной калибровки серии профильных моделей» // Вестник Московского Университета. Серия 4. Геология 2024. №2, с. 101-107.

47. Орехов Г.В., Чан Мань Кыонг. «Анализ фильтрации через земляную плотину с диафрагмой на непроницаемом основании с помощью программы PLAXIS 2D» // Вестник МГСУ, 2024, том 19, выпуск 2, с. 281-293.

48.Пехтин В.А., Волынчиков А.Н., Мгалобелов Ю.Б., Юрьев С.В. «Оценка надежности бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС перед первым наполнением водохранилища до проектной отметки» // 25-ый конгресс по большим плотинам в г. Ставангер, Норвегия. 2015. с. 265-267.

49. «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкции гидротехнических сооружений (без предварительного напряжения)» к СНиП 2.06.08-87, П-46-89. - Л., ВНИИГ, 1991. - 276 с.

50.Рагозин Д.А. «Братская ГЭС на р. Ангаре» // Гидротехническое строительство №10, 2001, с. 18-22.

51.Рубин О.Д., Лисичкин С.Е. «Исследование физико-механических свойств скального основания бетонных сооружений Богучанской ГЭС на основе математических моделей «строящееся бетонное сооружение - скальное основание» // Материалы международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов». Часть II, ФГОУ МГУП, 2008, стр. 145-148.

52.Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Гребенщиков В.П., Цыбаков В.А., Нефёдов А.В., Катанов А.Д., Пономарёв Д.И. «Расчетное обоснование решений по обеспечению надёжности конструкций водосброса № 2 бетонной плотины Богучанской ГЭС» // В сб. «Бетонные и железобетонные гидротехнические сооружения», Известия ВНИИГ, т. 244, стр. 227-233.

53.Рубин, О.Д., Шестопалов П.В. «Определение фактических физико-механических характеристик скального основания бетонной плотины на основе расчетных исследований и данных натурных наблюдений» // Природообустройство. - 2013. - № 2. - С. 52-54.

54.Рубин О.Д., Шестопалов П.В. «Особенности математического конечно-элементного моделирования систем «строящееся бетонное

сооружение - нескальное основание» //Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, РУДН, №2, 2016, с. 62-67.

55.Рубин О.Д., Лисичкин С.Е. «Исследование физико-механических свойств скального основания бетонных сооружений Богучанской ГЭС на основе математических моделей «строящееся бетонное сооружение - скальное основание»» // Материалы международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов». Часть II, ФГОУ МГУП, 2008, стр. 145-148.

56.Садович М.А., Шляхтина Т.Ф., Курицына А.М., Писарев В.Ю., Ким Е.Л. «Современное состояние бетонной плотины Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 2011, №11, с. 26-32.

57.Смульский, П.Я. «Богучанская плотина на Ангаре» // Геология и плотины. - 1992. - Вып. XII. - С. 111-148.

58.Соловьева З.И. «Бетонная плотина Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 1988, №1, с. 40-46.

59.Соловьева З.И., Жебелев Ю.А. «Левобережная грунтовая плотина Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, №6, 1984, с.33-38.

60.Соловьева З.И., Ким Е. «Грунтовые плотины ГЭС Ангарского каскада (Опыт эксплуатации)» // Известия ВНИИГ, 2004, т.243, с. 181-192.

61.Сольский С.В., Герасимова Е.В. «Научное сопровождение обеспечения надежности дренажей гидротехнических сооружений Братской ГЭС» // Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, 2011, т. 261, с.35-43.

62.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. - М., 2011. - 80 с.

63.СП 23.13330.2011. Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85. - М., 2011. - 87 с.

64.СП 40.13330.2012. Плотины бетонные и железобетонные. Актуализированная редакция СНиП 2.06.06-85. - М., 2012. - 66 с.

65.СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003. - М., 2012. - 40 с.

66.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - М., 2004. - 155 с.

67.СП 45.13330.2012. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. - М., 2012. - 177 с.

68.СП 13-102-2003. Правила обследования несущих конструкций зданий и сооружений.

69.СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I», 2004, М., с.43.

70.СП 41.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.06.0887, М., 2012. - 67 с.

71.СП 39.13330.2012 "Плотины из грунтовых материалов" Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*, М., 2012.-110 с.

72.СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85, М., Стандартинформ, 2018. -102 с.

73.СТО 17230282.27.010.001-2007. Здания и сооружения объектов энергетики. Методика оценки технического состояния. - М., 2007. - 130 с.

74.СТО 17330282.27.140.002-2008. Гидротехнические сооружения ГЭС и ГАЭС. Условия создания. Нормы и требования. - М., 2008. - 35 с.

75.СТО 17330282.27.140.004-2008. Контрольно-измерительные системы и аппаратура гидротехнических сооружений ГЭС. Условия создания. Нормы и требования. - М., 2008. - 32 с.

76.СТО 70238424.27.140.035-2009. Гидроэлектростанции. Мониторинг и оценка технического состояния гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации. Нормы и требования. - М., 2009. - 21 с.

77.СТО 17230282.27.010.001-2007. Здания и сооружения объектов энергетики. Методика оценки технического состояния. ОАО РАО «ЕЭС России», 2007. - 180 с.

78.Тер-Микаэлян К.Л. «Некоторые методы и результаты статических исследований деформационных свойств скальных оснований» // Тр. Гидропроекта. - 1966. - Сб. №14. - С.218-238.

79.Технический проект: Богучанская ГЭС на р. Ангара. Проект первой очереди с отметкой ПУ водохранилища 185,00 м / ОАО «Институт Гидропроект». - М., 2001. - 310 с.

80.Федеральный закон от 21.07.1997 № 177-ФЗ (ред. от 01.01.2022) «О безопасности гидротехнических сооружений» // Собрание законодательства РФ. - 2021. - № 24. - Ст. 4188.

81.Филиппова Е.А., Кондратьев С.Б., Веселов А.Б., Охапкин Г.В. «Роль аналитического центра в цифровой трансформации производственного блока ПАО «РусГидро» в области обеспечения безопасности и надёжности ГТС» // Известия ВНИИГ, т. 311, 2024, с 5-13.

82.Филиппова Е.А., Гинзбург С.М., Огнев А.К., Рагозин Д.А. «Надежность эксплуатации сооружений напорного фронта Братской ГЭС» // Гидротехническое строительство, 2011, №11, с. 33-38.

83.Фишман Ю.А. «Критерии сопротивления сдвигу и устойчивости бетонных сооружений на скальном основании»//Гидротехническое строительство, 1984, №1. С. 35-37.

84.Фишман Ю.А. «Предельные состояния скальных оснований гравитационных и арочных плотин» // Труды Гидропроекта. Сборник 150. Исследования свойств скальных пород и массивов в гидротехническом строительстве // Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Гидропроект», М., 1993. С. 5-19.

85.Храпков, А.А., Цейтлин Б.В., Скворцова А.Е. «Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния бетонных и железобетонных конструкций энергетических сооружений» // Гидротехническое строительство. - 2011. - № 9. - С. 60-67.

86.Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. «Бетонная плотина Усть-Илимской ГЭС», Энергия, 1981, с.136.

87. Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. «Работа бетонной плотины Усть-Илимской ГЭС в эксплуатационном режиме» // Гидротехническое строительство, 1981, №9, с.7-11.

88. Эйдельман С.Я. «Натурные исследования бетонной плотины Братской ГЭС». Энергия, 1975, с. 294.

89.Юделевич А.М. «Оценка надежности гравитационных бетонных плотин на скальных основаниях на этапах проектирования, строительства и эксплуатации» : : автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.23.07, С.-Пб., 2017, 35 с.

90.Юрьев С.В. «Анализ данных натурных наблюдений за деформациями основания и полными осадками бетонной плотины Богучанской ГЭС» // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2022, №18(4), с. 307-316.

91.Юрьев С.В. «Состояние основания бетонной плотины по данным натурных наблюдений в суровых климатических условиях» // Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ». Санкт Петербург, 2013. С. 312-318.

92.A. Haldar. and S. Mahadevan, Probability, reliability and Statistical Methods in Engineering Design (John Viley&Sons, New York, 2000), p.304.

93.Bathe K.J. Finite element procedures in engineering analysis Finite element procedures in engineering analysis // Englewood Cliffs, New Jersey, 1982. -714 p.

94.Bondarchuk A. Rock Mass Behavior under Hydropower Embankment Dams. Results from Numerical Analyses // Licentiate Thesis. - Lulea University of Tehnology, 2008. - 98 p.

95.Bowles J.E. Foundation analysis and design, 5th Edition, McGraw-Hill, Singapore,1997, 1175 p.

96.Brinkgreve R.B., Yamamuro J.A., Kaliakin V.N. Selection of soil models and parameters for geotechnical engineering application, Soil Constitutive Models:

Evaluation, Selection, and Calibration // Journal of American Society of Civil Engineers. - 2005. - V. 128. - pp. 69-98.

97.Coubard G., Deveze G., Vergniault C., et al. Best Estimation of Mechanical Properties at the Concrete-to-Rock Interface and at the Discontinuities of Rock Foundations for Gravity Dams // 26th International Congress on Large Dams. 4th-6th July 2018, Vienna, Austria. P. 4597.

98.Dipen Bista, Gabriel Sas, Fredrik Johansson, Leif Lia. Roughness Influence of location of large-scale asperity on shear strength of concrete-rock interface under eccentric load // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020. Vol. 12 (3). Pp. 449-460.

99.Djibril Sowab, Claudio Carbajal, Pierre Breulc, et al. Modeling the spatial variability of the shear strength of discontinuities of rock masses: Application to a dam rock mass // Engineering Geology. 2017. Vol. 220. Pp. 133-143.

100.Dong, W., Song, S., Zhang, B., Yang, D. SIF-based fracture criterion of rock-concrete interface and its application to the prediction of cracking paths in gravity dam // Engineering Fracture Mechanics. 2019. Vol. 221. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2019.106686.

101.Farinha M.L.B., Azevedo N.M., Candeias M. Small Displacement Coupled Analysis of Concrete Gravity Dam Foundations: Static and Dynamic Conditions // Rock Mech and Rock Eng. 2017. Vol.50. Pp. 439-464. https://doi.org/10.3390/geotechnics2010006

102.Galvez J. & Lorca J.L. & Elices.M, Fracture Mechanics Analysis of Crack Stability in Concrete Gravity Dams, Dam Engineering, 1996, Vol.VII, Issue 1, pp. 35-63.

103. Kwak H. G., Ha S. J., Kim J. K. Non-Structural Cracking in RC Walls: Part I. Finite Element Formulation, Cement. and Concrete Res., 2006. vol. 36, № 4, pp. 749-760.

104.Hoek E., Brown E.T. Practical Estimates of Rock Mass Strength // Int. J. Rock Mech. and Min. Sci., Pergamon. - 1997. - vol. 34. - № 8. - pp. 1165-1186.

105.Hoek E., Caranza C., Torres B. Hoek-Brown Failure Criterion // 2002 Edition 5th North American Rock Mechanics Symp. and 17th Tunneling Association of Canada Conf. Toronto, 2002. - pp. 267-271.

106.Kalustian E. et all. Restoration of workability of "Old dams..." //XXI ICOLD. Q. 82, R. 16. Montreal 2003.

107.Kurian, N.P. Design of foundation systems, principles and practice, 3rd Edition, Narosa Publishing House, Delhi. Alpha Science International, 2005 - p. 830.

108.Li W., Wu W., Zhang J. Numerical Stability Analysis of the Dam Foundation Under Complex Geological Conditions at Great Depth: A Case Study of Kala Hydropower Station // China. Front. Phys. №9, 2022, pp. 1-17,9:808840. doi: 10.3389/fphy.2021.808840.

109. Isgor O. B., Razaqpur A. G., Finite Element Modeling of Coupled Heat Transfer, Moisture Transport and Carbonation Processes in Concrete Structures, Cement and Concrete Comp., 2004, vol. 26, № 1, pp. 57-73.

110.Patton F. Multiple modes of shear failure in rock. I congress of the JSMR. Vol.1. Lislon 1966. C. 509-513.

111.Renato Pereira, Antonio Lopes Batista, Luis Canhoto Neves, José V.Lemos. Deduction of ultimate equilibrium limit states for concrete gravity dams keyed into rock mass foundations based on large displacement analysis // Structures. 2022. Vol.38. Pp.1180-1190.

112.Renaud S., Saichi T., Bouaanani N. Roughness Effects on the Shear Strength of Concrete and Rock Joints in Dams Based on Experimental Data // Rock Mech Rock Eng. 2019. Vol. 52. Pp. 3867-3888.

113.Serafim F. Rock mechanics consideration in the design of concrete dams. Conference on state of stress in the larch's crust. Santa Monica. California. USA. 1963, p. 732.

114.Shaowei Wang, Chongshi Gu, Tengfei Bao. Safety Monitoring Index of High Concrete Gravity Dam Based on Failure Mechanism of Instability // Hindawi

Publishing Corporation. Mathematical Problems in Engineering, 2013. Article ID 732325, pp. 1-14 https://doi.org/10.1155/2013/732325.

115. Saichi Tarik, Renaud Sylvain, Bouaanani Najib. Progressive Approach to Account for Large-Scale Roughness of Concrete-Rock Interface in Practical Stability Analyses for Dam Safety Evaluation // International Journal of Geomechanics. 2022. Vol. 22 (8). https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0002468

116.Volynchikov A.V. Structural aspects of the Boguchany project on the Angara river // The international journal on Hydropower & Dams, Issue Three (No.3), 2007, - pp.58-62.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ДАННЫЕ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

и

о (Я

а

^

н «

а

<и

с

г

<и Н

30

25

20

15

10

-10

слслслслслслслслслслоооооооооооооооооооооооо

312с01

312с07

Дата

Рисунок А.1 - Графики температуры приконтактной зоны основания створной секции №12 бетонной плотины

^^^^^^^^^^^^^^^^оооооооооооооооооооооооо

321с01

321с02

321с03

Дата

5

0

5

оооооооооооооооооооооооо 222222222222222222222222

328с01

328с03

328с04

Дата

Рисунок А.3 - Графики температуры приконтактной зоны основания створной секции №28 бетонной плотины

35

30

25

и

о

<я

а

^

т а а <и

с

г

<и

н

20

15

10

1

1

>Л

и Кг А А 1 л л

ч ЧР £ 9 3 0 * 3 £ £ А А £ / 5 г*?

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 000000000000000000000000 222222222222222222222222

334с01

334с02

334с03

Дата

5

5

0

5

210

205

200

195

190

185

180

175

170

165

160

155

150

145

140

135

130 11

г Г Г

/

у

г /

1

1

Л

J »Г ре 4 * / V «г- 1 г*

г

р(1 1 1 1 а* с

м

07.12 12.07.13 12.07.14 12.07.15 11.07.16 12.07.17 12.07.18 12.07.19 11.07.20 12.07.21 Дата

-УВБ -УНБ -П12-1-1 -П12-2-1 -П12-1-2 -П12-2-2

Рисунок А.5 - Графики изменения уровней воды в основании секции

№12

г* л '1 1 1

г \ т ,г 1

А / г У

1г / 7» 1Г * г

п 1 1

г \Г

\ Ь

[ г

П э —1 —

г

/

-

01.01.12 01.01.13 01.01.14 01.01.15 01.01.16 01.01.17 01.01.18 01.01.19 01.01.20 01.01.21 01.01.22

-П21-2-2 Дата

УВБ

УНБ

П21-1-1

П21-2-1

П21-1-2

135 130 125 120 115 01

01.12 01.01.13 01.01.14 01.01.15 01.01.16 01.01.17 01.01.18 01.01.19 01.01.20 01.01.21 01.01.22

Дата

УВБ

УНБ

П28-1-1

П28-2-1

П28-1-2

П28-2-2

Рисунок А.7 - Графики изменения уровней воды в основании секции

№28

210

205

200

195

190

185

180

175

170

| 165

« 160 й

| 155 ^ 150 145 140 135 130 125 120 11

Iе т1" > -г- 1 V ч • г

/ г > Г + 1 1 И 1 Г

! л / /

1 / г

/ •V

\ ■

/

07.12 12.07.13 12.07.14 12.07.15 11.07.16 12.07.17 12.07.18 12.07.19 11.07.20 12.07.21 -УВБ -УНБ -П31-2-1 -П31-1-1 -П31-1-2 -П31-2-2 I Дата

210 205 200 195 190 185 180 175 170 165 160 155 150

щ

й о

£ 145 140 135 130 125 120 115 11

гтУ П^п ВГтР

/ ц* 1 тг

г 7

1, —Л с У

1 { **

/ т

/ Г '

1

> м*

1 ~—

07.12 12.07.13 12.07.14 12.07.15 11.07.16 12.07.17 12.07.18 12.07.19 11.07.20 12.07.21

УВБ

УНБ

П34-1-2

П34-1-1

П34-2-1

П34-2-2

Дата

Рисунок А.9 - Графики изменения уровней воды в основании секции

№34

210

205

200

195

190

185

180

175

170

165

¡8

л 160

Я о м 155

о & 150

145

140

135

130

125

120

— /

/ / а«

Г л Г

/ ГС.

, г'" ц

/ ■ *г

Г71Я

Г | 1 *

1. | ¡А т ш»

"Г" -

ГТ *

11.07.12 12.07.13 12.07.14 12.07.15 11.07.16 12.07.17 12.07.18 12.07.19 11.07.20 12.07.21

Дата

УВБ

П34Д-3-2

УНБ

П34Д-1-1

П34Д-1-2 П34Д-2-1

П34Д-2-2 П34Д-3-1

№34 (переход в КНП)

Рисунок А.11 - Графики горизонтальных смещений вдоль потока секции №12 относительно цементационной галереи (отм. 149,70 м) с начала

наполнения водохранилища

Рисунок А.12 - Графики горизонтальных смещений вдоль потока секции №21 относительно цементационной галереи (отм. 129,375 м) с начала

наполнения водохранилища

Рисунок А.13 - Графики горизонтальных смещений вдоль потока секции №28 относительно цементационной галереи (отм. 124,00 м) с начала