Научная статья
УДК 551; 627.8
DOI: 10.55326/22278400_2023_1_10
Аннотация. Рассмотрены основные техногенные геодинамические процессы, определяющие нестационарное состояние плотин: силовое воздействие фильтрационного потока и конвективное охлаждение оснований, явления запаздывающей упругости и гидравлического разрыва массивов. Рассмотрены особенности нарушения изостатического равновесия земной коры от веса крупных водохранилищ. Применительно к каждому из техногенных процессов и воздействий даются аналитические решения. По итогам проведенного исследования сделаны следующие выводы: 1) Основными причинами многолетнего нестационарного состояния высоких бетонных плотин являются процессы массо- и теплопереноса в основаниях и берегах, а также нарушение изостатического равновесия земной коры от веса крупных водохранилищ; 2) Фильтрация как градиентный процесс переноса вещества и энергии значимо изменяет физико-механические свойства и напряженно-деформированное состояние горных пород оснований до глубины не менее пяти напоров на гидроузле; 3) Воздействие фильтрационного потока на массив оснований высоких плотин и берегов проявляется в виде трех мощных факторов: опрессовывающей фильтрационной силы (ОФ-сила), увлекающей фильтрационной силы (УФ-сила), глубокого конвективного охлаждения горных пород; 4) Существенным фактором длительного воздействия на НДС бетонных плотин и прилегающей территории является нарушение изостатического равновесия земной коры от веса крупных водохранилищ, формирующее большую воронку оседания и изменяющее геодезическую, гидрогеологическую и сейсмическую обстановку в районе гидроузла; 5) Непроектное поведение бетонных плотин — это их естественный отклик на изменение свойств и НДС геологической среды, вызванное не учтенными при проектировании техногенными геодинамическими процессами. Причины наблюдаемых адаптивных перемещений и деформаций высоких бетонных плотин не следует искать только в конструктивных недостатках и снижении конструкционного модуля деформации плотин.
Ключевые слова: высокие плотины, крупные водохранилища, горные породы, фильтрационные силы, конвективный теплообмен, запаздывающая упругость, гидравлический разрыв бетона, земная кора, нарушение изостатического равновесия земной коры
Для цитирования: Тетельмин В. В. Не учитываемые при проектировании геодинамические процессы в основаниях высоких плотин // Гидротехника. 2023. № 1. С. 10-16.
Список источников:
1. Тетельмин В. В. Сильные воздействия водохранилищ на геологическую среду и земную кору. Научное издание. М.: Интеллект, 2015. 240 с.
2. Тетельмин В. В. Плотина Саяно-Шушенской ГЭС: состояние, процессы, прогноз. М.: Изд-кий дом ЛИБРОКОМ, 2011. 240 с.
3. Вульфович Н. А., Гордон Л. А., Стефаненко Н. И. Арочно-гравитационная плотина Саяно-Шушенской ГЭС. СПб.: Изд-во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 2012. С. 208.
4. Марчук А. Н., Марчук Н. А. Тектонофизические аспекты напряженно-деформированного состояния больших бетонных плотин // Гидротехническое строительство. 2010. № 3. С. 31–35.
5. Тетельмин В. В., Уляшинский В. А. Техногенные воздействия и процессы в скальных основаниях плотин. М.: Энергоатомиздат, 1990. 160 с.
6. Вульфович Н. А., Потехин Л. П. Об ограничениях интенсивности наполнения и опорожнения водохранилища бетонных плотин на примере арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2017. № 12. С. 11–19.
7. Гордон Л. А., Гутов С. С., Храпков А. А. и др. Тангенциальные перемещения плотины и береговых примыканий Саяно-Шушенской ГЭС по данным натурных наблюдений // Гидротехническое строительство. 2011. № 7. С. 2–8.
8. Стефаненко Н. И., Затеев В. Б., Пермякова Л. С. Поведение Саяно-Шушенской плотины после катастрофического разрушения здания ГЭС // Гидротехническое строительство. 2010. № 1. С. 5–10.
9. Калинников А. В., Устинов А. В., Загретдинов Р. В. Результаты экспериментального исследования применения технологии РРР для глобальной навигационной спутниковой системы мониторинга Саяно-Шушенской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2020. № 2. С. 94–99.
10. Мартынов В. Г., Керимов В. Ю., Шилов Г. Я. и др. Геофлюидальные давления и их роль при поисках и разведке месторождений нефти и газа. М.: ИНФА-М, 2013. 347 с.
11. Тетельмин В. В. Физические основы «запаздывающей упругости» арочных плотин // Гидротехническое строительство. 2014. № 3. С. 36–42.
12. Тетельмин В. В. Механика образования трещин в напорной грани бетонной плотины // Гидротехническое строительство. 2011. № 7. С. 42–48.
13. Тетельмин В. В. Специальные вопросы инъекционного закрепления оснований плотин. М.: ЭНЕРГОИЗДАТ, 1982. 68 с.
14. Никонов А. А. Современные движения земной коры. М.: Ком-Книга, 2007. 280 с.
15. Тетельмин В. В., Даниелов Э. Р. Прогиб земной коры от веса крупных водохранилищ и его последствия. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. 102 с.
16. Баклыков И. В., Тетельмин В. В., Даниелов Э. Р. Нарушение изостазии водохранилищами: схемы и результаты расчета // Пятая международная тектонофизическая конференция в ИФЗ РАН: Сб. докладов. М.: Ин-т физики Земли РАН, 2020. С. 373–377. EDNLSDJKX.