Учредитель и издатель ФГБНУ "РосНИИПМ"
Мелиорация и гидротехника Melioraciâ i gidrotehnika
ISSN 2712-9357
RUS / ENG

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОСНОВАНИЯ ПЛОТИНЫ СЕЗОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Аннотация

Цель: изучение влияния напора в верхнем бьефе и подпора со стороны нижнего бьефа на плотину сезонного регулирования, устраиваемую в горной местности. 

Материалы и методы: сложные геологические условия привязки в горной местности ответственного в плане безопасности сооружения подвигли нас на более детальное исследование вопроса его напряженно-деформированного состояния с возможностью детализированно предложить проектировщикам пределы возможных изменений параметров перемещений основания плотины сезонного регулирования. Необходимость устройства плотин именно в горной местности обусловлена несколькими факторами. Прежде всего, это принципиальная необходимость аккумулировать воду на Черноморском побережье Северного Кавказа, где наблюдается ее все возрастающий дефицит как для нужд сельскохозяйственных производителей, так и для водоснабжения населения, тогда как в осенне-зимний период осадков в регионе выпадает даже с избытком, о чем свидетельствуют противопаводковые затраты. Во-вторых, рельеф гор и их ущелья – природой созданные объемы для аккумуляции воды. В-третьих, земли горных ущелий – это наиболее не приспособленные для сельскохозяйственного использования земли, в отличие от земель долин, где в настоящее время располагают водохранилища. 

Результаты: исследование влияния напора в верхнем бьефе и подпора со стороны нижнего бьефа на плотину осуществлено с использованием численного моделирования при применении программных продуктов Midas и Maxima, позволивших охватить весь комплекс действий, необходимый при решении подобных задач. 

Выводы: установлено, что в диапазоне изменения подпора в верхнем бьефе плотины от 0,6 и до 2,8 м перемещения в основании плотины имеют экстремальные значения при постоянных значениях напора на плотине 1,0; 5,0 и 10,0 м. В целом наибольшие значения перемещений в основании плотины наблюдаются при наибольшем напоре плотины со стороны верхнего бьефа, равном 10,0 м.

doi: 10.31774/2222-1816-2021-11-2-92-110

Ключевые слова

водоснабжение, водохранилище, основание плотины, пресная вода, перемещение грунта, гидротехнические сооружения

Для цитирования

Дегтярева О. Г., Васильев С. М. Численное моделирование и исследование напряженно-деформированного состояния основания плотины сезонного регулирования // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 2. С. 92–110. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1198 (дата обращения: 19.05.2021). DOI: 10.31774/2222-1816-2021-11-2-92-110.

Об авторах

О. Г. Дегтярева – доцент, кандидат технических наук, доцент, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Российская Федерация, mail@kubsau.ru


С. М. Васильев – главный научный сотрудник, доктор технических наук, профессор, Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация, rosniipm@yandex.ru

Список литературы

1. Васильев С. М. Водосберегающие технологии орошения и рациональное использование водных ресурсов в АПК России // Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения (Костяковские чтения): материалы междунар. науч.-практ. конф. М.: Всерос. науч.-исслед. ин-т гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова, 2020. С. 6–11.

2. Географо-гидрологическая оценка наводнений в Российском Причерноморье / И. А. Вишневская, Л. В. Денисов, С. В. Долгов, Н. И. Коронкевич, С. И. Шапоренко, М. Б. Киреева, Н. Л. Фролова, Е. П. Рец, С. Н. Голубчиков // Известия РАН. Серия географическая. Региональные географические проблемы. 2016. № 1. С. 131–146.

3. Development of a decision support system at the stages of pre-design studies and design of irrigation systems based on IDEF0 functional modelling methodology / S. Vasilyev, V. Slabunov, O. Voevodin, A. Slabunova // Irrigation and Drainage. 2020. Vol. 69, № 4. P. 546–558. DOI: 10.1002/ird.2434.

4. Degtyarev G. V., Bakhtamyan N. A. The water structures’ operability analysis, taking into account damage and certain negative factors // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 913(2). 022053. DOI: 10.1088/1757-899X/913/2/022053.

5. Degtyarev G. V., Abdrazakov F. K., Lavrov N. P. Assessment of the hydraulic structures’ technical condition by means of the amplitude-frequency characteristics’ analysis // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 913(2). 022056. DOI: 10.1088/1757-899X/913/2/022056.

6. Degtyarev G., Takhumova O. Designing an additional freshwater source infrastructure to ensure the environmental sustainability of coastal areas // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Conference on Sustainable Development of Cross-Border Regions. 2019. 395. 012001. DOI: 10.1088/1755-1315/395/1/012001.

7. Analysis of stress-strain state rainfall runoff control system – buttress dam / O. Degtyareva, G. Degtyarev, I. Togo, V. Terleev, A. Nikonorov, Yu. Volkova // Procedia Engineering. 2019. Vol. 165. P. 1619–1628. https:doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.902.

8. Degtyarev G. V., Belokur K. A., Sokolova I. V. Modeling of the building by numerical methods at assessment of the technical condition of structures // IOP Conference Series: Materials Science Forum. 2018. 931 MSF. P. 141–147. https:doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.931.141.

9. Дегтярев Г. В., Дегтярев В. Г., Табаев И. А. Математическое моделирование ослабленных вертикальных несущих конструкций здания при усилении самонапрягаемым бетоном // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 52. С. 192–198.

10. Numerical modeling of condition of the bridge structure based on the results of national surveys / G. V. Degtyarev, G. S. Molotkov, A. N. Sekisov, D. A. Datsjo // International Journal of Engineering and Technology (UAE): Materials Science Conference. 2018. 7(2.13). P. 226–230. DOI: 10.14419/ijet.v7i2.13.11866.

11. The foundation pit deep site ground state design modelling / G. V. Degtyarev, D. A. Datsjo, D. A. Vysokovsky, M. S. Turko // IOP Conference Series: Materials Science Forum. 2018. 931 MSF. P. 396–401. https:doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.931.396.

12. Дегтярев Г. В., Дацьо Д. А. Особенности расчета плиты покрытия как несущего основания // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 62. С. 157–165.

13. Дегтярев Г. В., Аль Х. А. Учет нелинейных свойств грунтов основания при использовании современных геотехнических программных комплексов // Институциональные преобразования АПК России в условиях глобальных вызовов: материалы III Междунар. конф. Краснодар: Куб. гос. аграр. ун-т им. И. Т. Трубилина, 2019. С. 42.

14. Дегтярева О. Г., Дегтярев В. Г., Найденов С. Ю. Сейсмостойкость гидротехнических сооружений с учетом работы конструкций за пределом упругости // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2019. № 1(33). С. 92–108. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=989 (дата обращения: 24.03.2021). DOI: 10.31774/2222-1816-2019-1-92-108.

15. Моделирование и расчет железобетонных конструкций здания в программном комплексе STARK ES: учебник / Г. В. Дегтярев, В. Г. Дегтярев, О. Г. Дегтярева, Н. В. Коженко, Д. А. Дацьо; под общ. ред. Г. В. Дегтярева. Краснодар: КубГАУ, 2018. 188 с.

16. Degtyarev G. V., Dats’o D. A. The seasonal regulation basin dam basis deformation forecast // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 698(2). 022013. DOI: 10.1088/1757-899X/698/2/022013.

17. Khashirova T. Yu., Olgarenko I. V., Kozhenko N. V. The influence analysis of the structures and applied software systems’ soil foundations design models // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (CATPID-2020). 2020. Vol. 913. 022050. DOI: 10.1088/1757-899X/913/2/022050.

18. Degtyarev V. G., Degtyarev G. V. Possibilities of a dynamic survey method for hydraulic structures // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 913(2). 022057. DOI: 10.1088/1757-899X/913/2/022057.

Файлы для скачивания

Главный редактор

Щедрин Вячеслав Николаевич
Щедрин В. Н.,
Главный научный сотрудник ФГБНУ «РосНИИПМ»,
д-р техн. наук, профессор, академик РАН

Популярные статьи