БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ГЕОЭКОЛОГИЯ

Фильтрационная модель скального основания напорного гидроузла

Вестник МГСУ 10/2018 Том 13
  • Чернышев С.Н. - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры инженерных изысканий и геоэкологии, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.
  • Зоммер Татьяна Валентиновна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) преподаватель, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.
  • Зоммер Виктор Леонидович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) аспирант кафедры инженерных изысканий и геоэкологии, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.

Страницы 1251-1259

Введение. Предложено создание фильтрационной модели основания гидроузла, по которой могут быть выполнены сложные проектные фильтрационные расчеты. Модель природной среды отличается от реальной природной среды тем, что характеризует только одну сторону природного объекта, в данном случае - фильтрационную способность. В предложенной фильтрационной модели скальное основание разделено на несколько инженерно-геологических расчетных элементов с разной водопроницаемостью. Это расчленение - сложная задача, поскольку значения коэффициента фильтрации для скального основания в целом имеют большой разброс, причем, зачастую, тесно соседствуют существенно разные значения. Предложено решение путем математико-статистического обобщения результатов массового фильтрационного опробования скального массива. Материалы и методы. Наиболее распространенным подходом построения модели является определение в точках массива гидравлическим способом откачек и нагнетаний воды в скважины, а также расчетный путь, когда коэффициент фильтрации массива рассчитывается по параметрам трещин. Материалом для построения инженерно-геологической фильтрационной модели служат данные стандартных массовых определений коэффициента фильтрации и удельного водопоглощения, полученные при изысканиях. Результаты. Одним из преимуществ предложенной фильтрационной модели скального основания гидроузла является форма и методика построения путем математико-статистического обобщения результатов массового фильтрационного опробования скального массива. По форме модель представляет собой принятые в проектно-изыскательском деле геологические разрезы основания плотины вдоль оси и по поперечникам. В дальнейшем развитие методики планируется с учетом современных средств программирования и представления модели в 3D форме. Содержание модели выражает геолого-генетическую оценку фильтрационной неоднородности, сформированной в ходе геологических процессов, протекавших в массиве основания. Выводы. Предложенная модель основания гидроузла может быть построена по результатам позонного фильтрационного опробования буровых скважин в отдельных точках массива горных пород. Сложная задача разделения массива основания на зоны с различной водопроницаемостью решается на основе геолого-генетического подхода в сочетании с математико-статистическим анализом. Практическая значимость данной фильтрационной модели в том, что с ее помощью могут быть запроектированы надежные гидротехнические сооружения с обеспечением устойчивости и минимизации фильтрационных потерь.

DOI: 10.22227/1997-0935.2018.10.1251-1259

Библиографический список
  1. Газиев Э.Г., Речицкий В.И., Боровых Т.Н. Исследование фильтрационного потока в блочной среде применительно к проектированию сооружений в скальных массивах // Труды Гидропроекта. 1980. № 68. С. 137-147.
  2. Рассказов Л.Н., Анискин Н.А. Фильтрационные расчеты гидротехнических сооружений и оснований // Гидротехническое строительство. 2000. № 11. С. 2-7.
  3. Газиев Э.Г. Скальные основания бетонных плотин. М. : Изд-во АСВ, 2005. 280 с.
  4. Chernyshev S.N., Zommer T.V., Lavrusevich A.A. Calculation methodology for defining the filtration coefficient of a rock mass with loose crack filler // Power Technology and Engineering. 2017. Vol. 51. No. 4. Pp. 414-417. DOI: 10.1007/s10749-017-0848-2
  5. Чернышев С.Н., Зоммер Т.В., Лаврусевич А.А. Расчетная методика определения коэффициента фильтрации скального массива с рыхлым заполнителем трещин // Гидротехническое строительство. 2017. № 6. С. 27-30.
  6. Chernyshev S.N., Zommer T.V., Lavrusevich A.A. Statistical analysis for determining rock bed seepage nonuniformity at hydraulic installations, using the example of the Boguchanskaya dam // Power Technology and Engineering. 2016. Vol. 50. Issue 4. Pp. 369-372. DOI: 10.1007/s10749-016-0715-6
  7. Чернышев С.Н., Зоммер Т.В., Лаврусевич А.А. Статистический анализ определения фильтрационной неоднородности скальных массивов основания гидросооружения на примере Богучанской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2016. № 6. С. 6-10.
  8. Чернышев С.Н., Зоммер Т.В., Лаврусевич А.А. Применимость методики определения фильтрационной неоднородности скальных массивов основания гидросооружения на примере Богучанской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2016. № 9. С. 35-38.
  9. Чернышев С.Н., Зоммер Т.В., Лаврусевич А.А. Методика определения фильтрационной неоднородности скальных массивов основания гидросооружения // Вестник МГСУ. 2016. № 2. С. 116-125. DOI: 10.22227/1997-0935.2016.2.116-125
  10. Чернышев С.Н., Зоммер Т.В., Лаврусевич А.А. Определение фильтрационной неоднородности скальных массивов основания гидросооружения методом статистического анализа на примере Богучанской ГЭС // Вестник МГСУ. 2016. № 1. С. 150-160. DOI: 10.22227/1997-0935.2016.1.150-160
  11. Чернышев С.Н. Принципы классификации грунтовых массивов для строительства // Вестник МГСУ. 2013. № 9. С. 41-46. DOI: 10.22227/1997-0935.2013.9.41-46
  12. Chernyshev S.N., Paushkin G.A. Determination du module de deformabilite des roches en place. Symposium International // Reconnaissance des Sols et des Roches par Essais en Place. Paris, France, 1983.
  13. Chernyshev S.N. Estimation of the permeability of the jointy rocks in massif // Symp. on Percolation Through Fissured Rock, Proc., Sep 18-19 1972; Stuttgart, W Ger.
  14. Raymer J., Maerz N.H. Effect of variability on average rock-mass permeability // 48th US Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, University of Minnesota, Twin Cities Campus Minneapolis; United States. 1-4 June 2014. No. 3. Pp. 1822-1829.
  15. Чернышев С.Н. Движение воды по сетям трещин. М. : Недра, 1979. 142 с.
  16. Чернышев С.Н. Экзогенные деформации траппов в долине р. Ангары // Известия вузов. Геология и разведка. 1965. № 12. С. 78-85.
  17. Chernyshev S.N., Dearman W. Rock fractures. London : Butterwort-Heinemann, 1991. 272 p.
  18. Чаповский А.Е., Перцовский В.В. Экспериментальное исследование неоднородных горных пород в плане // Разведка и охрана недр. 1972. № 1. С. 45-49.
  19. Orekhov B.G., Zertsalov M.G. Fracture mechanics of engineering structures and rocks. Rotterdam : A.A. Balkema, 2001. 285 p.
  20. Чернышев С.Н. Трещины горных пород. М. : Наука, 1983. 240 с.
  21. Wu J.L., He J. Determination of volumetric joint count based on 3D fracture network and its application in engineering // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 580-583. Pp. 907-911. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.580-583.907
  22. Wei J., Weifeng S., Guiting H. Insights into the tectonic fractures in the Yanchang formation interbedded sandstone-mudstone of the Ordos basin based on core data and geomechanical models // Acta Geologica Sinica - English Edition. 2015. Vol. 89. Issue 6. Pp. 1986-1997. DOI: 10.1111/1755-6724.12612
  23. Ильин Н.И., Чернышев С.Н., Дзекцер Е.С., Зильберг В.С. Оценка точности определения водопроницаемости горных пород. М. : Наука, 1971. 150 с.
  24. Meyer J.R., Parker B.L., Cherry J.A. Characteristics of high resolution hydraulic head profiles and vertical gradients in fractured sedimentary rocks // Journal of Hydrology. 2014. Vol. 517. Pp. 493-507. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2014.05.050
  25. Рассказов Л.Н., Анискин Н.А., Бестужева А.С., Саинов М.П., Толстиков В.В. Сангтудинский гидроузел: напряженно-деформированное состояние и фильтрация в основании плотины и в обход гидроузла // Гидротехническое строительство. 2008. № 5. С. 45-58.
  26. Савич А.И., Речицкий В.И., Замахаев А.М., Пудов К.О. Комплексные исследования деформационных свойств массива долеритов в основании бетонной плотины Богучанской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2011. № 3. С. 12-22.
  27. Gudmundsson A., Løtveit I.F. Sills as fractured hydrocarbon reservoirs: examples and models // Geological Society, London, Special Publications. 2012. Vol. 374. Issue 1. Pp. 251-271. DOI: 10.1144/sp374.5
  28. Mohajerani S., Baghbanan A., Bagherpour R., Hashemolhosseini H. Grout penetration in fractured rock mass using a new developed explicit algorithm // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 80. Pp. 412-417. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.06.013
  29. Zhou X.-P., Gu X.-B., Wang Y.-T. Numerical simulations of propagation, bifurcation and coalescence of cracks in rocks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 80. Pp. 241-254. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.09.006
  30. Nguyen T.K., Pouya A., Rohmer J. Integrating damage zone heterogeneities based on stochastic realizations of fracture networks for fault stability analysis // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 80. Pp. 325-336. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.10.005
  31. Akbardoost J., Ayatollahi M.R. Experimental analysis of mixed mode crack propagation in brittle rocks: The effect of non-singular terms // Engineering Fracture Mechanics. 2014. Vol. 129. Pp. 77-89. DOI: 10.1016/j.engfracmech.2014.05.016

Скачать статью

Результаты 1 - 1 из 1