Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние неустановившейся фильтрации на надёжность и безопасность грунтовых плотин

Н. А. Анискин, А. В. Ступивцев

Аннотация


Настоящая работа посвящена исследованию влияния изменений уровня воды в водохранилище на надёжность и безопасность грунтовых плотин. В представленной работе излагается методика численного решения сформулированной задачи с применением метода конечных элементов и программного обеспечения PLAXIS 2D. В результате проведённого численного эксперимента выполнен анализ влияния ключевых факторов на величину максимального фильтрационного градиента и устойчивость откоса грунтовой плотины. Сформулированы практические рекомендации по ограничению параметров сработки водохранилища с целью обеспечения безопасной эксплуатации гидротехнического сооружения.


Ключевые слова


неустановившаяся фильтрация, градиент фильтрации, фильтрационные деформации, депрессионная поверхность, коэффициент фильтрации, устойчивость откоса

Полный текст:

PDF

Литература


Dam failures statistical analysis / International Commission on Large Dams (СIGB / ICOLD). — Paris, 1995. (Bulletin no. 9 / 1995).

Беллендир Е. Н., Ивашинцов Д. А., Стефанишин Д. В. и др., Вероятностные методы оценки надёжности грунтовых гидротехнических сооружений: в 2 т. — СПб.: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 2003 – 2004. Т. 1. 2003. — 553 с.

Adamo N., Al-Ansari N., Sissakian V., et al., Dam safety problems related to seepage // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering. 2020. Vol. 10, no. 6. P. 191 – 239.

Fattah M. Y., Omran H. A., Hassan M. A. Behavior of an earth dam during rapid drawdown of water in reservoir — case study // International Journal of Advanced Research. 2015. Vol. 3, iss. 10. P. 110 – 122.

Pinoyl N. M., Alonso E. E., Olivella S. Rapid drawdown in slopes and embankments / Water Resources Research. 2008. Vol. 44, iss. 5. — 22 p.

Upomo T. C., Effendi M. K., Kusumawardani R. Behaviour of levee on softsoil caused by rapid drawdown // AIP Conference Proceedings. 2018. Vol. 1941, iss. 1. Article 020045; doi: 10.1063/1.5028103

López-Acosta N. P., Sánchez M. A., Auvinet-Guichard G., Pereira J.-M. Assessment of exit hydraulic gradients at the toe of levees in water drawdown conditions // Scour and Erosion / ed. Cheng, Draper & An. — London: Taylor & Francis, 2015. P. 171 – 181. URL: https: // www.researchgate.net/publication/28312954 (accessed: 06.02.2025); doi: 10.1201/b17703-21

Sherard J. L., Woodward R. J., Gizienski S. G. Earth and earth-rock dams: engineering problems of design and construction. — New York: Wiley, 1963. — 725 p.

Von Thun J. L. San Luis dam upstream slide // Proceedings of the 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, San Francisco, 12 – 16 August, 1985. — San Francisco, 1985. P. 2593 – 2598.

Vandenberge D. R. Total stress rapid drawdown analysis of the Pilarcitos Dam failure using the finite element method // Frontiers of Structural and Civil Engineering. 2014. Vol. 8, iss. 2. P. 115 – 123; doi: 10.1007/s11709-014-0249-7

Stark T. D., Jafari N. H., Zhindon J. S. L., Baghdady A. Unsaturated and transient seepage analysis of San Luis Dam // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2017. Vol. 143, iss. 2. Article 04016093; doi: 10.1061 /(ASCE)GT.1943 – 5606.0001602

Плотины из грунтовых материалов: актуализир. ред. СНиП 2.06.05-84*: свод правил: СП 39.13330.2012: дата введ. 2015-01-01. — М.: Минрегион РФ, 2013. III, 86 с.

Рекомендации по проектированию обратных фильтров гидротехнических сооружений: П 56 – 90. — СПб.: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1992. — 110 с.

Руководство по расчету обратных фильтров плотин из грунтовых материалов / НИИ ВОДГЕО. — М., 1982. — 62 с.

Den Adel H., Bakker K. J., Breteler K. M. Internal Stability of Minestone // Proceedings International Symposium on Modelling Soil — Water — Structure Interaction, Netherlands, Balkema, Rotterdam / International Association for Hydraulic Research (IAHR). — Rotterdam, 1988. P. 225 – 231.

Skempton A. W., Brogan J. M. Experiments on piping in sandy gravels // Géotechnique. 1994. Vol. 44, iss. 3. P. 449 – 460.

Perzlmaier S. Hydraulic criteria for internal erosion in cohesionless soil // Internal erosion of dams and their foundations / ed. R. Fell and J. J. Fry. — Milton Park: Taylor & Francis, 2007. P. 179 – 190.

Bishop A. W. The stability of earth dams: Ph. D. thesis / University of London. — London, 1952. — 233 p.

Bishop A. W. The use of pore-water coefficients in practice // Géotechnique. 1954. Vol. 4, iss. 4. P. 148 – 152.

Skempton A. The pore-pressure coefficients A and B // Géotechnique. 1954. Vol. 4, iss. 4. P. 143 – 147.

Lowe J., Karafiath L. Stability on earth dams upon drawdown // Proceedings of Pan-American Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 1959, Mexico / Mexican Society of Soil Mechanics. — Mexico, 1959. P. 537 – 552.

Casagli N., Rinaldi M., Gargini A., Curini A. Pore water pressure and streambank stability: results from a monitoring site on the Sieve River, Italy // Earth Surface Processes and Landforms. 1999. Vol. 24, iss. 12. P. 1095 – 1114.

Stark T. D., Jafari N. H., Leopold A. L., Brandon T. L. Soil compressibility in transient unsaturated seepage analyses // Canadian Geotechnical Journal. 2014. Vol. 51, iss. 8. P. 858 – 868.

Rinaldi M., Casagli N., Dapporto S., Gargini A. Monitoring and modelling of pore water pressure changes and riverbank stability during flow events // Earth Surface Processes and Landforms. 2004. Vol. 29, iss. 2. P. 237 – 254.

Terzaghi K. Theoretical soil mechanics. 8th printing. — London: Chapman and Hall; New York: John Willey and Sons, 1956. — 532 p. URL: https: // archive.org/details/in.ernet.dli. 2015.5818/mode/2up (accessed: 06.02.2025).

PLAXIS 2D Tutorial manual 2019 / PLAXIS. 2019. — 206 p.

Burdine N. T. Relative permeability calculations from pore size distribution data // Journal of Petroleum Technology. 1953. Vol. 5, iss. 4. P. 71 – 78; doi: 10.2118/225-G

Mualem Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media // Water Resources Research. 1976. Vol. 12, iss. 3. P. 513 – 522; – doi: 10.1029/ WR012i003p00513

Van Genuchte M. T. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils // Soil Science Society of America Journal. 1980. Vol. 44, iss. 5. P. 892 – 898; doi: 10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x

Kosugi K. General model for unsaturated hydraulic conductivity for soil with lognormal pore-size distribution // Soil Science Society of America Journal. 1999. Vol. 63, iss. 2. P. 270 – 277; doi: 10.2136/sssaj1999.03615995006300020003x

Терлеев В. В., Нарбут М. А., Топаж А. Г., Mиршель В. Моделирование гидрофизических свойств почвы как капиллярно-пористого тела и усовершенствование метода Муалема — Ван Генухтена: теория // Агрофизика. 2014. № 2. С. 35 – 44.




DOI: http://dx.doi.org/10.71917/EP.2025.06.82.69.004

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2025 НТФ «Энергопрогресс»

Контакты:

Адрес: (почтовый): 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8, этаж 1, пом. III, ком.1-6, АО НТФ «Энергопрогресс»

Тел.: + 7 495 911-26-96
E-mail: gts1930@yandex.ru


Наши партнеры: