Грунтовые переливные плотины с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат технических наук Родионов, Максим Владимирович

• Родионов, Максим Владимирович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Родионов, Максим Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ГРУНТОВЫЕ ПЕРЕЛИВНЫЕ ПЛОТИНЫ, ИХ КОНСТРУКЦИИ,

МЕТОДЫ РАСЧЕТА, МЕТОДИКИ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Конструктивные особенности грунтовых переливных плотин

1.2 Обзор технических решений по креплению низового откоса грунтовых переливных плотин, оценка их надежности

1.3 Современные методы расчета и обоснования основных параметров грунтовых переливных плотин

1.4 Методики экспериментальных исследований грунтовых переливных плотин и обзор основных результатов

1.5 Выводы по главе и основные задачи исследований

2 РАЗРАБОТКА НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРУНТОВЫХ

ПЕРЕЛИВНЫХ ПЛОТИН С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ

НАДЕЖНОСТИ

2.1 Обоснование возможности применения новых конструктивных решений для повышения надежности грунтовых переливных плотин

2.2 Характеристика перспективных конструкций грунтовых переливных плотины

2.3 Разработка конструкций грунтовой переливной плотины с низовым откосом из геосинтетических оболочек

2.4 Характеристика основных параметров элементов низового откоса грунтовой переливной плотины с использованием геосинтетических оболочек

2.5 Выводы по главе

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГРУНТОВЫХ ПЕРЕЛИВНЫХ ПЛОТИН

3.1 Краткая характеристика экспериментальной установки для исследований моделей грунтовых переливных плотин

3.2 Описание исследованных моделей и используемых измерительных приборов

3.3 Условия моделирования, методика проведения исследований и оценка точности измерений

3.4 П анирование эксперимента

3.5 Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ГРУНТОВЫХ ПЕРЕЛИВНЫХ

ПЛОТИН С НИЗОВЫМ ОТКОСОМ, СФОРМИРОВАННЫМ

ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ ОБОЛОЧКАМИ

4.1 Анализ результатов исследований влияния основных геометрических параметров грунтовой переливной плотины на режим течения потока в пределах низового откоса

4.2 Влияние основных параметров низового откоса плотины из геосинтетических оболочек на характеристики гидравлического прыжка в нижнем бьефе

4.3 Влияние основных параметров низового откоса плотины из геосинтетических оболочек на степень гашения кинетической энергии сбрасываемого потока

4.4 Выводы по главе

5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГРУНТОВЫХ ПЕРЕЛИВНЫХ ПЛОТИН

С НИЗОВЫМ ОТКОСОМ, СФОРМИРОВАННЫМ

ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ ОБОЛОЧКАМИ

5.1 Разработка методики расчета грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками

5.2 Пример практической реализации методики расчета грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками

5.3 Экономическая эффективность использования геосинтетических

оболочек для низового откоса грунтовых переливных плотин

5.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Грунтовые переливные плотины с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Проектирование гидроузлов неизбежно связанно с решением проблемы пропуска расходов воды в период строительства объекта и при его эксплуатации. С этой целью в состав гидроузла включают водопропускные сооружения. Тип и конструкция таких сооружений значительно влияют на общую стоимость гидроузла. Снизить затраты на возведение гидротехнического объекта возможно при совмещении водосброса с водоподпорным сооружением. Поэтому обоснование и проектирование гидроузлов с сооружениями, обладающими совмещенными функциями является важным направлением повышения эффективности и надежности эксплуатации гидротехнических сооружений, а, следовательно, обеспечения рационального использования природных водных ресурсов для различных хозяйственных целей.

Для малых гидроузлов в качестве сооружений, обеспечивающих создание напора, часто применяются грунтовые плотины. Их достоинства -использование местных строительных материалов, применение комплексной механизации технологических процессов возведения, малые сроки возведения и низкая стоимость. Пропуск паводковых расходов воды непосредственно через грунтовую плотину в большинстве случаев оказывается наиболее экономичным и технологичным решением, поскольку позволяет отказаться от возведения дорогостоящих специальных водопропускных сооружений в составе низконапорного гидроузла. Иногда пропуск паводка поверх грунтового сооружения может явиться единственно возможным вариантом, например, из-за стесненных условий района его расположения, близкого размещения социально-значимых объектов, геологических и других ограничений.

Однако для обеспечения возможности перелива паводковых вод через грунтовую плотину требуются специальные конструктивные решения для гребня и низового откоса, защищающие их от размыва потоком воды.

Существующие конструкции низконапорных грунтовых переливных плотин обладают существенными недостатками: либо требуют сильно распластанного профиля плотины при креплении откоса камнем, либо весьма трудоемки в случае использования ряжевых креплений, либо требуют применения дорогостоящих элементов (например, железобетонных плит). В последние годы в практике гидротехнического строительства получают распространение конструкции с использованием геосинтетических оболочек, предусматривающие возможность заполнения их грунтом. Конструкции из геосинтетических оболочек отличаются низкой стоимостью и высокой технологичностью устройства и последующего выполнения ремонтных работ, что может обеспечить значительный экономический эффект. Вместе с тем, возможность использования геосинтетических оболочек в качестве защитного покрытия для низового откоса грунтовой переливной плотины до настоящего времени изучена недостаточно.

Таким образом, разработка эффективных конструкций низконапорных грунтовых переливных плотин с низовым откосом, для крепления которого используются геосинтетические оболочки, исследования гидравлических условий работы таких конструкций, а также разработка методов расчетного обоснования параметров новых конструктивных решений является весьма актуальной и своевременной.

Цель и основные задачи исследования.

Целью диссертационной работы является разработка новых конструкций низконапорных грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, исследование гидравлических условий пропуска воды и степени гашения кинетической энергии сбрасываемого потока, а также разработка методики обоснования основных параметров грунтовых переливных плотин и их элементов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать конструктивные решения грунтовых переливных плотин и их низовых откосов, используемые методы гидравлического

исследования переливных плотин, а также методы обоснования их основных параметров и параметров элементов крепления нижнего бьефа;

- разработать новые эффективные конструкции грунтовых переливных плотин на основе современных материалов и технологических достижений, в том числе, с применением геосинтетических оболочек, обеспечивающие снижение затрат на возведение грунтовых плотин при сохранении хороших показателей гашения избыточной кинетической энергии потока в пределах водосливной грани;

- обосновать условия моделирования, разработать физические модели и методы проведения гидравлических исследований новых разработанных конструктивных решений грунтовых переливных плотин;

- выполнить экспериментальные исследования моделей грунтовых переливных плотин, выявить влияние основных геометрических параметров грунтовой переливной плотины на режим течения, глубину и скорость потока, степень гашения кинетической энергии сбрасываемого потока, а также на характеристики гидравлического прыжка в нижнем бьефе;

- разработать методику расчетного обоснования основных параметров новых разработанных конструкций грунтовых переливных плотин и их элементов.

Предмет и объект исследования. Объектом исследования являются низконапорные грунтовые гидротехнические сооружения, допускающие перелив паводковых вод, в частности - грунтовые переливные плотины, а также новые эффективные конструкции крепления их гребня и низового откоса. Предмет исследования - гидравлические характеристики пропускаемого паводкового расхода воды и параметры гашения избыточной кинетической энергии сбрасываемого через плотину потока, а также методы расчетного обоснования основных параметров конструкций грунтовых переливных плотин и их элементов.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Методологической базой исследования являются:

нормативно-техническая документация по гидротехническим сооружениям, законодательные акты Российской Федерации, в том числе, о безопасности гидротехнических сооружений, методологические основы проектирования грунтовых гидротехнических плотин, расчетно-аналитические методы обоснования их основных параметров, методы расчета их надежности. Теоретической базой диссертационного исследования являются работы ученых и специалистов в области гидротехнического строительства, методы обоснования подобия гидравлических явлений при физическом моделировании и методы проведения модельных гидравлических исследований. В качестве эмпирической базы исследования использованы экспериментальный стенд для проведения гидравлических исследований, физические модели грунтовых переливных плотин, регулирующая, измерительная и фиксирующая оборудование и аппаратура.

Научная новизна результатов работы заключается в разработке новых эффективных конструкций грунтовой переливной плотины с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, уточнении классификации грунтовых переливных плотин, получении новых экспериментальных данных о влиянии основных геометрических параметров плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, на режим течения, параметры сбрасываемого потока и степень гашения его кинетической энергии, а также в разработке методики расчетного обоснования основных параметров новых конструкций грунтовых переливных плотин.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в развитии научных представлений о подходах к совершенствованию конструкций низконапорных грунтовых переливных плотин, в частности, с применением геосинтетических оболочек для крепления низового откоса, в уточнении классификации грунтовых переливных плотин, в развитии методов экспериментальных гидравлических исследований грунтовых

гидротехнических сооружений, допускающих перелив паводковых вод, а также методов обоснования основных параметров новых конструкций грунтовых переливных плотин и их элементов.

Практическая значимость исследования обусловлена тем, что обоснована возможность применения геосинтетических оболочек для крепления гребня и низового откоса при возведении грунтовых переливных плотин, а также при проведении ремонтных работ. Результаты проведенных гидравлических исследований и полученные параметры сбрасываемого потока позволяют оценить его воздействие на элементы крепления плотины и нижнего бьефа, а следовательно, обосновать рекомендации по обеспечению прочности элементов крепления и надежности работы плотины. Разработанные методики обоснования параметров новых конструктивных решений грунтовых переливных плотин обеспечивают обоснованный выбор их основных параметров и параметров геосинтетических оболочек, используемых в качестве элементов крепления низового откоса.

Личный вклад соискателя заключается в непосредственном его участии в проведении анализа научных работ по применяемым конструктивным решениям и исследованиям грунтовых переливных плотин, разработке предложений по использованию геосинтетических оболочек в качестве конструктивных элементов для низконапорных грунтовых гидротехнических сооружений, в разработке новых конструкций переливных грунтовых плотин, уточнении методики моделирования и проведения гидравлических исследований физических моделей плотин, в получении, обработке и анализе результатов экспериментальных исследований, а также в личном участии в апробации и внедрении результатов исследования и подготовки основных публикаций по выполненной работе.

На защиту выносятся:

1. Уточненная классификация грунтовых переливных плотин.

2. Новые конструкции низконапорной грунтовой переливной плотины с низовым откосом, сформированным с применением геосинтетических оболочек.

3. Результаты экспериментальных исследований моделей предложенных автором конструкций грунтовых переливных плотин, полученные данные о влиянии основных геометрических параметров грунтовой переливной плотины на режим и параметры пропускаемого потока, степень гашения его кинетической энергии.

4. Методика расчетного обоснования основных параметров новых разработанных конструкций грунтовых переливных плотин и элементов низового откоса, сформированных геосинтетическими оболочками.

Достоверность научных результатов подтверждается использованием в диссертационной работе научно обоснованных и апробированных методик проведения экспериментальных гидравлических исследований, воспроизводимостью результатов модельных исследований и совпадением экспериментальных данных при многократных измерениях, обоснованием и соблюдением условий подобия при физическом моделировании, тщательным анализом погрешности и точности измеряемых и вычисляемых параметров потока. Полученные авторские данные о параметрах пропускаемого потока через плотину хорошо согласуются с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации, полученными другими исследователями, в частности параметров потока на гладком и ступенчатом водосбросах, а также соответствием полученных результатов диссертационного исследования существующим современным научным представлениям.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы представлены и обсуждены на Всероссийских научно-техн. конф. «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика» (Самара, 2007-2009 гг.), Всероссийских научно-техн. конф. «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре»

(Самара, 2010-2011 гг.), Четырнадцатой Международной межвузовской научно-практ. конф. молодых ученых, докторантов и аспирантов (Москва, МГСУ, 2011 г.), научных семинарах кафедры природоохранного и гидротехнического строительства СГАСУ (Самара, 2008-2011 гг.).

Реализация работы. Результаты исследовательской работы внедрены в ОАО «Инженерный центр энергетики Поволжья» (г. Самара) при проектировании гидротехнических сооружений, переездов и скотопрогонов на гидромеханизированных каналах инженерных защит, в HUESKER Synthetic GmbH (Германия, г. Гешер) при проектировании новых и реконструкции существующих грунтовых переливных плотин, в ЗАО «ЗЕМЬСПЕЦПРОЕКТ» (г. Самара) при проектировании водопропускных сооружений, новых и реконструкции существующих грунтовых водоподпорных сооружений, в ЗАО «Волгоспецстрой» Филиал Саратовский (г. Саратов) при проектировании новых и реконструкции существующих насыпей земляного полотна проходящих по пойменным участкам и через водотоки, а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» при осуществлении учебных занятий, дипломного и курсового проектирования студентов специальности «Гидротехническое строительство».

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в десяти печатных работах, в том числе, одна статья - в рецензируемом научном издании, рекомендованном ВАК, один патент на изобретение № 2432432, один патент на полезную модель № 100527.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 119 наименований, в том числе 28 - на иностранном языке, и приложений. Работа содержит 153 страницы машинописного текста, 61 рисунка и 8 таблиц. Общий объем работы - 197 с.

В диссертации проанализированы конструктивные особенности грунтовых плотин, выполнен обзор технических решений по креплению

низового откоса грунтовых переливных плотин, рассмотрены современные методы расчета и обоснования основных параметров грунтовых переливных плотин, особенности методик их экспериментальных исследований, приведен обзор основных результатов исследований.

Автором приведены обоснования возможности применения новых конструктивных решений для повышения надежности грунтовых переливных плотин, подробно рассмотрены характеристики перспективных конструкций грунтовых переливных плотин. На основе анализа известных технических решений представлены авторские разработки конструкций грунтовой переливной плотины с низовым откосом из геосинтетических оболочек. Приведены рекомендуемые характеристики основных параметров элементов низового откоса грунтовой переливной плотины с использованием геосинтетических оболочек.

Новые разработанные конструкции грунтовой переливной плотины исследованы на физических моделях. В диссертации приведены описание и характеристика экспериментальной установки для исследований моделей переливных плотин, подробно описаны исследованные модели, условия моделирования и методика исследований. Проведена оценка точности измерений параметров.

Приведены и проанализированы результаты исследований моделей переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, выявлено влияние основных геометрических параметров грунтовой переливной плотины на режим течения потока в пределах низового откоса плотины, влияние основных параметров грунтовой переливной плотины на глубину и скорость потока в пределах низового откоса, влияние основных параметров низового откоса плотины из геосинтетических оболочек на характеристики гидравлического прыжка в нижнем бьефе, а также на степень гашения избыточной кинетической энергии сбрасываемого потока.

Приведены рекомендации автора по расчету и обоснованию геометрических параметров грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, по расчету коэффициента скорости и степени гашения кинетической энергии за плотиной. Приведены результаты расчетов экономической эффективности использования геосинтетических оболочек для крепления низового откоса грунтовых переливных плотин.

1. ГРУНТОВЫЕ ПЕРЕЛИВНЫЕ ПЛОТИНЫ, ИХ КОНСТРУКЦИИ, МЕТОДЫ РАСЧЕТА, МЕТОДИКИ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Конструктивные особенности грунтовых переливных плотин

Плотинами являются водоподпорные сооружения, перегораживающие водоток и (иногда) долину водотока для подъема уровня воды [78]. По условию пропуска расходов воды они могут быть глухими, водосливными, фильтрующими или переливными.

Глухие плотины выполняют роль подпорного сооружения, сосредотачивают напор в месте их расположения и создают водохранилище, могут быть бетонными или грунтовыми из местных строительных материалов. Водосливные плотины являются сооружениями для пропуска расходов воды переливом через ее гребень и возводятся, в основном, из бетона. Поэтому должны обеспечивать пропуск расчетных расходов и быть устойчивыми против разрушительных воздействий сбрасываемого потока.

К глухим плотинам или водоподпорным сооружениям из местных строительных материалов относятся [77] грунтовые, каменно-набросные, каменно-земляные плотины, фильтрационный расход через которые мал по сравнению со строительным и эксплуатационным.

Водоподпорные сооружения в виде грунтовых плотин получили большое распространение из-за их низкой стоимости и хороших показателей технологичности возведения по сравнению, например, с бетонными плотинами. Для обеспечения водонепроницаемости таких плотин используются: экраны из грунтовых и негрунтовых материалов, ядра из грунтовых и диафрагмы из негрунтовых материалов.

Грунтовые плотины классифицируются [77] по следующим основным признакам: по материалу (см. выше); по способу возведения: насыпные, намывные, набросные, взрывонабросные, из сухой кладки камня; по

конструкции: однородные; неоднородные; по напору: высоконапорные, средненапорные и низконапорные.

Низконапорные (или малые) грунтовые плотины с напором до 8-10 м в нашей стране широко используются для создания прудов и водохранилищ местного значения. Типичная конструкция малой грунтовой плотины представлена на рисунке 1.1. Основные параметры плотины и принятые обозначения: ширина плотины по гребню - в; ширина плотины по основания - В; коэффициент заложения верхового и низового откосов - т\ и т2; высота плотины - Нпд; напор - Н; уровни верхнего и нижнего бьефов - УВБ и УНБ.

Рисунок 1.1. Пример типичной конструкции малой грунтовой плотины: 1 - тело плотины; 2 - гребень плотины; 3 - верховой откос; 4 - низовой откос; 5 - противофильтрационное устройство; 6 - дренажное устройство

Достоинства таких плотин - широкое использование местных строительных материалов, применение комплексной механизации всех технологических процессов их возведения, обеспечивается равномерная интенсивность работ при малых сроках их возведения, низкая стоимость.

Недостатки - потребность в значительных объемах строительных материалов в связи с распластанным профилем сооружения, необходимость устройства дорогостоящих противофильтрационных устройств в теле плотины, а также то, что через тело плотин невозможно пропускать паводковые воды с переливом через гребень плотины по низовому откосу без применения специального крепления, предотвращающего размыв и разрушение тела плотины [5].

Вместе с тем, пропуск паводковых расходов воды непосредственно через водоподпорное сооружение или определенную его часть в большинстве случаев оказывается наиболее экономичным и технологичным решением, поскольку позволяет отказаться от возведения дорогостоящих специальных водопропускных сооружений в составе низконапорного гидроузла.

Иногда пропуск паводка поверх водоподпорного сооружения может явиться единственно возможным вариантом, так для проектируемого гидроузла из-за стесненных условий района его расположения, близкого размещения жилых объектов, дорог, наличия социально-значимых объектов, захоронений, геологических или экологических ограничений и т.п., для эксплуатируемого гидроузла, в случаях невозможности пропуска паводковых вод через основные водопропускные сооружения при аварии на них или появлении паводковых расходов, превышающих расчетные, а для строящегося гидроузла при пропуске паводковых расходов через недостроенные водоподпорные грунтовые сооружения.

Для таких условий необходимо применять грунтовые плотины, допускающие перелив воды через гребень и низовой откос на сравнительно короткий промежуток времени - половодье. Такие плотины принято называть грунтовыми переливными плотинами. Особенности конструкций грунтовых переливных плотин, по сравнению с рассмотренными выше, в том, что для обеспечения пропуска паводка, их гребень и низовой откос должны иметь специальные устройства (крепления) защищающие от разрушения сбрасываемым потоков воды. Пример используемого крепления переливной плотины приведен на рисунке 1.2.

В приведенной конструкции водосливной порог выполнен в виде водослива с широким порогом и укреплен монолитным железобетоном, в качестве специального устройства для защиты низового откоса от разрушения применены железобетонные плиты клиновидной формы.

Низовой откос может также выполняться с креплением камнем, ряжевыми конструкциями заполненными камнем, габионными

конструкциями, укатанным бетон, монолитным железобетоном и др. Конструктивные особенности низового откоса рассмотрены ниже.

Рисунок 1.2. Пример крепления гребня и низового откоса грунтовой

переливной плотины

Следует отметить, что для таких плотин важно не только обоснованно выбрать конструктивные решения элементов крепления и их параметры, обеспечивающие надежную и безаварийную работу всего водоподпорного сооружения, но и применять новые материалы, конструкции и технологии с целью снижения стоимости плотин и обеспечения высокой экономической эффективности гидроузла в целом.

1.2. Обзор технических решений по креплению низового откоса грунтовых переливных плотин, оценка их надежности

Известно большое количество весьма многообразных технических решений по креплению низового откоса грунтовых плотин, обеспечивающих его защиту от разрушения при пропуске расходов воды переливом.

Одними из самых древних являются конструкции с креплением низового откоса грунтового водоподпорного сооружения камнем. Примером может служить плотина «The Barrier of Pagans» в Египте, насчитывающая по данным археологов более 5000 лет [53]. По конструкции и методам строительства эта плотина напоминает древние пирамиды. Откосы ее были возведены из тесаного камня с перевязкой швов без применения раствора и имели уклон 1:1,3. Плотина не имела противофильтрационного элемента и,

по мнению специалистов, занимающихся ее изучением, была разрушена фильтрационным потоком во время прохождения паводка. Это свидетельствует о низкой надежности таких плотин.

Широко известны конструкции грунтовых переливных плотин с креплением низового откоса каменной наброской, прообразом которых являются плотины «индийского типа» [21]. Это водоподпорные сооружения (рис. 1.3) из грунта и камня весьма распластанного профиля (уклон верхового откоса от 1:3 до 1:4, низового откоса 1:8 до 1:12) с толщиной каменного крепления 2--3 диаметра камня. Такие плотины отличались высокой надежностью и служили сотни лет, однако имели существенные недостатки -низкие допустимые напоры (до 5-6 м), малые удельные сбросные расходы и значительные объемы каменных материалов.

УВБ

Рисунок 1.3. Грунтовая переливная плотина «индийского типа»

Значительный вклад в совершенствование конструкций крепления низового откоса грунтовых переливных плотин камнем внесли отечественные исследователи С. В.Избаш, Н.П.Пузыревский, П.И.Гордиенко, Н.Н.Беляшевский, И.С.Румянцев др. [12, 26, 33, 54, 68, 69, 90]. Так, в конце 20-х в начале 30-х годов двадцатого века в Москве и Ленинграде под руководством профессора Н.П.Пузыревского исследовались грунтовые переливные плотины «индийского типа» высотой до 10-45 м и более обжатого поперечного профиля. В 40-х годах двадцатого века в МИСИ исследованием водосливных плотин из каменной наброски занимался П.И.Гордиенко [26]. Проводимые независимо друг от друга исследования показали, что возможность пропуска воды поверх грунтовых сооружений,

защищенных каменным креплением, весьма ограничены (удельный расход не должен превышать 5-10 м /с) [21, 54].

Такие конструктивные решения, на наш взгляд, были достаточно надежными, но не технологичными и поэтому приводили к существенному удорожанию плотин. Совершенствование конструкций крепления низового откоса грунтовых переливных плотин с использованием камня привело к появлению следующих технических решений:

1) крепление ряжевыми конструкциями, заполненными камнем, причем как из деревянных, известных в России с петровских времен (рис. 1.4, а) [43 53], так и из железобетонных элементов (рис. 1.4, б) [68];

2) крепление габионными конструкциями (рис. 1.4, в) [21];

3) крепление сплошным омоноличиванием верхнего слоя камня бетоном или железобетоном с устройством дренажных выпусков или в виде поперечных полос омоноличивания бетоном (рис. 1.4, г) [30].

Указанные усовершенствованные конструкции крепления низового откоса с использованием камня позволили уменьшить коэффициент заложения низового откоса грунтовой плотины (до т = 1,5-2), повысить допустимые удельные расходы (до д = 20-25 м /с) и напоры.

Недостатком рассмотренных конструкций является значительное увеличение трудоемкости и стоимости их строительства.

Увеличить пропускаемые поверх грунтовой плотины расходы позволило конструктивное решение по креплению низового откоса, разработанное П.И.Гордиенко в 60-е годы прошлого века. Им была предложена грунтовая плотина, включающая водосливной оголовок на гребне из монолитного железобетона и низовой откос, защищенный сборными железобетонными плитами клиновидной формы, имеющими дренажные отверстия в тонкой части (рис. 1.5). [22].

Конструкция такой плотины позволяла осуществлять пропуск

'у

удельных расходов до 60 м /с. Однако она имела и существенные недостатки: для обеспечения устойчивого режима сопряжения бьефов с поверхностным

гидравлическим прыжком требовался весьма пологий низовой откос (от 1:6 до 1:10).

^ :.еп,ок*ь,е попе?'"»"* балки 0,3'43м „аброгка канн» ч 0,3м и более

Сшей к"

Рисунок 1.4. Грунтовая переливная плотина с креплением низового откоса: а - деревянными ряжами; б - железобетонными ряжами; в - габионами; г - омоноличиванием железобетоном

Рисунок 1.5. Грунтовая переливная плотина по предложению П.И.Гордиенко

Ю.П.Правдивец в своих многочисленных модельных и натурных исследованиях [24, 25, 38, 45, 53-64] подтвердил возможность защиты низового откоса грунтовой переливной плотиной с помощью сборных железобетонных плит клиновидной формы, ликвидировав при этом

большинство недостатков грунтовых плотин П.И.Гордиенко. Так, он добился устранения распластанного профиля путем изменения характера сопряжения водосливного откоса с дном реки.

Для обеспечения сопряжения бьефов поверхностным режимом и фиксации положения поверхностного прыжка Ю.ГТ. Правдивей предложил концевой участок водосливного откоса выполнять в виде носка-уступа на скальном основании и носка-ковша на нескальном (рис. 1.6) [38]. Благодаря этому, заложение низового откоса грунтовой переливной плотины стало зависеть только от прочностных свойств грунта тела плотины. Существенно повысилась надежность работы плотины.

Рисунок 1.6. Концевое устройство грунтовой переливной плотины по предложению Ю.П.Правдивца: а - на скальном основании; б - на нескальном основании: 1 - клиновидные плиты крепления; 2 - носок-уступ (носок-ковш);

3 - минимальный уровень нижнего бьефа; 4 - крышевидные плиты;

5 - шпунт; 6 - сваи; 7 - дренаж

В России по предложению Ю.П. Правдивца были построены грунтовые переливные плотины с креплением низового откоса клиновидными плитами. Высота этих сооружений составляла от 7,0 до 20,0 м, удельные сбросные расходы от 3 до 20 м2/с [53, 56, 61, 62].

К недостаткам грунтовой переливной плотины, разработанной Ю.П.Правдивцем, на наш взгляд, можно отнести использование дорогостоящих элементов из сборного железобетона, а также высокие требования к качеству их изготовления, монтажу и выполнению обратного

фильтра под плитами. Опыт строительства показал, что несоблюдение указанных требований, приводит к выходу сооружения из строя при пропу ке уже первого паводка [63.].

В США широкое распространение получили грунтовые переливные плотины с устройством на низовом откосе водосбросного тракта в виде ступенчатого водослива из укатанного бетона (рис. 1.7) [53]. Основное преимущество данной конструкции - высокие темпы производства работ, обусловленные применением технологии укладки укатанного бетона, мало отличающейся от технологии укладки грунта тело плотины, а именно: слоями по 25-30 см с последующим уплотнением катками. Для выхода фильтрационных вод в креплении устраиваются дренажные отверстия, а концевой участок крепления низового откоса заглубляется ниже отметки отводящего русла с целью предотвращения размыва.

Рисунок 1.7. Грунтовая переливная плотина с креплением низового откоса укатанным бетоном

Еще одним способом сокращения сроков и стоимости строительства грунтовых переливных плотин является их строительство из армированного грунта, позволяющего устраивать обжатый поперечный профиль плотины. Примером может служить построенная в конце 70-х годов плотина Эстель высотой 29,5 м, с вертикальным низовым откосом и расчетным сбросным расходом 90 м3/с (рис. 1.8) [34]. Зона армированного грунта отделена от тела

плотины фильтром, поверхность откоса защищена бетонными плитами, армирование грунта выполнено лентами из гальванизированной стали.

Рисунок 1.8. Конструктивная схема поперечного профиля грунтовой переливной плотины из армированного грунта Эстель (Франция): 1 - зона армирования, 2 - водослив; 3 - дренаж; 4 - водонепроницаемый грунт; 5 - вертикальная стенка из бетонных плит; 6 - закладная деталь

Следует заметить, что для антикоррозийной защиты металлических армирующих элементов, в настоящее время, в основном, используют высокопрочные геосинтетические материалы. Можно считать такие материалы весьма перспективными для использования в гидротехническом строительстве и повышения надежности сооружений.

В России в объединении «Союзводпроект» был разработан типовой проект 820-04-51.93 - «Плотина земляная насыпная переливная из армированного грунта высотой до 10 м». Плотина имеет следующие основные элементы (рис. 1.9): верховой откос с коэффициентом заложения, равным 3; вертикальный низовой откос; водосливной порог из железобетонных плит; противофильтрационный элемент в виде экрана из полиэтиленовой пленки; Г-образный блок, устанавливаемый в нижнем бьефе для защиты армирующих элементов низового откоса.

Очевидно, что такая конструкция обладает высокой степенью надежности, однако имеет большое количество конструктивных элементов,

что значительно усложняет ее строительство и увеличивает трудоемкость возведения и стоимость.

Рисунок 1.9. Конструктивная схема поперечного профиля грунтовой

переливной плотины по ТП 820-04-51.93: 1 - забивка глиной; 2 - сборные ж/б плиты; 3 - подстилающий слой;

4 - защитный слой из песка; 5 - полиэтиленовая пленка; 6 - поверхность земли; 7 - гравийно-песчаная смесь; 8 - Г-образный блок; 9 - ткань Дорнит;

10 - ровинговая ткань

Анализ технических решений по обеспечению надежной защиты низового откоса грунтовых переливных плотин показывает, что эти водоподпорные сооружения делятся на типы, отличающиеся конструкцией низового откоса, используемым материалом для крепления и др. Их классификацию можно представить в следующем виде (рис. 1.10).

Таким образом, выполненный обзор существующих технических решений по креплению низового откоса грунтовых переливных плотин, показал, что большинство из них обладают характерными недостатками: либо требуют сильно распластанного профиля плотины (крепление камнем), либо весьма трудоемки (ряжевые крепления из деревянных или железобетонных балок, применение габионов), либо предусматривают применение дорогостоящих элементов (железобетонных плит, омоноличевание откоса бетоном). Указанные недостатки приводят к значительному удорожанию грунтового переливного сооружения (до 4050%) [13, 60].

Рисунок 1.10. Классификация грунтовых переливных плотин

Следовательно, весьма актуальным направлением научных исследований является разработка новых технических решений для таких плотин на основе применения современных материалов и технологий.

1.3. Современные методы расчета и обоснования основных параметров

грунтовых переливных плотин

Расчет грунтовых переливных плотин включает в себя расчеты, выполняемые для глухих грунтовых плотин (проверка местной и общей устойчивости откосов, фильтрационные расчеты и др.), а также ряд дополнительных расчетов, связанных с пропуском расходов переливом через гребень и низовой откос [10, 21, 22, 24-26, 45, 55-59, 68].

Указанные дополнительные расчеты, характерные только для рассматриваемого типа плотин, можно разделить на две группы.

I Группа. Гидравлические расчеты, включающие в себя определение:

1. расчетного расхода;

2. пропускной способности и напора на гребне;

3. глубины потока в пределах низового откоса;

4. условий смены гидравлического режима движения сбрасываемого потока в пределах низового откоса;

5. гашения избыточной кинетической энергии сбрасываемого потока в пределах низового откоса;

6. условий сопряжение бьефов за грунтовой переливной плотиной.

II Группа. Расчеты устойчивости и прочности элементов крепления низового откоса и нижнего бьефа.

Гидравлические расчеты по первым двум пунктам зависят в основном от условий подхода потока к водосливу, условий его подтопления, а также от конструкции водосливного порога, и не зависят от конструкции низовой грани переливной плотины. Искомые параметры могут быть определены из общей формулы по расчету удельного расхода воды через водослив [35]:

Ч = т-8-с-п-*н-ЩнГ, (1.1)

где т - коэффициент расхода; б - коэффициент бокового сжатия; сгп - коэффициент подтопления; <гн - коэффициент полноты напора;

Н0 - напор на гребне водослива с учетом скорости подхода потока.

При проведении расчетов по определению глубины потока в пределах низовой грани грунтовых переливных плотин, имеют дело, как правило, с неравномерным безнапорным установившимся движением, турбулентным, относящимся к квадратичной области сопротивления, критическим или докритическим. Тогда дифференциальное уравнение движение потока на водосливной грани может быть записано в следующем виде [85]:

I-

о1 (1_а-С2Яд(0Л

ан_ о)2 -с2 -я[__п 9ч

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Родионов, Максим Владимирович

5.4. Выводы по главе

По результатам разработки методики расчета грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, а также оценки их экономической эффективности, можно сформировать следующие выводы:

1. На основании проведенного анализа современных методов расчета и обоснования основных параметров грунтовых переливных плотин, методов расчета конструкций с использованием геосинтетических оболочек, а также результатов выполненных автором гидравлических исследований моделей грунтовых переливных плотин со ступенчато-криволинейным низовым откосом разработана методика расчета основных параметров грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, включающая следующие основные этапы:

• сбор исходных данных, анализ условий проектирования и строительства;

• определение основных геометрических размеров плотины;

• определение специфических параметров конструкции низового откоса, обусловленные наличием геосинтетических оболочек;

• определение параметров и конструктивных решений сопрягающих сооружений водосбросного участка грунтовой плотины с берегами.

2. Расчеты параметров конкретной грунтовой плотины и анализ полученных результатов подтвердили применимость и практическую значимость разработанной методики расчетов основных параметров грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, для обоснования проектных решений водопереливных гидротехнических сооружений.

3. Проведенные расчеты экономической эффективности использования геосинтетических оболочек для крепления низового откоса переливных грунтовых плотин показали, что предложенная конструкция экономичнее на 11% варианта крепления плотины камнем и на 29% - железобетоном, что свидетельствует о перспективности предложенной конструкции при решении вопросов повышения экономической и экологической безопасности проектируемых, строящихся и эксплуатируемых грунтовых переливных гидротехнических сооружений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования, посвященные разработке новых конструкций низконапорных грунтовых переливных плотин с низовыми откосами, сформированными геосинтетическими оболочками, анализу гидравлических условий пропуска воды и степени гашения кинетической энергии сбрасываемого потока, а также разработке методики обоснования основных параметров грунтовых переливных плотин и их элементов, позволили сформулировать следующие выводы.

1. На основе анализа конструктивных решений грунтовых переливных плотин и методов обоснования их основных параметров выявлены особенности конструкций грунтовых переливных плотин -наличие в пределах их гребня и низового откоса специальных устройств (крепления), позволяющих осуществлять пропуск паводковых расходов без разрушения водоподпорного грунтового сооружения. Показано, что большинство конструктивных решений по креплению низового откоса грунтовых переливных плотин обладают существенными характерными недостатками и приводят к значительному (до 40-50%) удорожанию грунтового переливного сооружения.

2. Разработаны авторские конструкции грунтовых переливных плотин: грунтовая плотина с гребнем и низовым откосом из геосинтетических оболочек, плотина с низовым откосом из геосинтетических оболочек и армогрунтовым низовым клином, конструкция сопряжения низового откоса из геосинтетических оболочек с берегами и участками глухой грунтовой плотины, конструкция грунтовой плотины с креплением нижнего бьефа геосинтетическими оболочками. Разработанные конструкции защищены патентами на изобретение № 2432432 (2011 г.) и полезную модель № 100527 (2010 г.). Отличительными особенностями разработанных конструкций является использование геосинтетических оболочек в качестве элементов крепления гребня, низового откоса, нижнего бьефа и элементов сопряжения водосбросного тракта с берегами и участками глухой грунтовой плотины. Показаны преимуществами новых конструктивных разработок.

3. Уточнена классификация грунтовых переливных плотин, позволяющая учитывать применение новых конструктивных решений, современных материалов и технологий, предусматривающая выделение в классификации дополнительной формы элементов крепления - ступенчато-криволинейной и материала крепления - геосинтетических оболочек.

4. Разработаны конструктивные решения и реализованы лабораторный экспериментальный стенд для проведения гидравлических исследований переливных плотин и физические модели грунтовых переливных плотин с различными типами и заложениями низового откоса: с гладким откосом; со ступенчатым откосом из прямоугольных элементов; со ступенчато-криволинейным откосом. Обоснованы условия моделирования гидравлических исследований физических моделей грунтовых переливных плотин, разработана методика проведения лабораторных исследований.

5. Получены результаты экспериментальных исследований моделей грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками. Выявлено, что:

• режимы течения потока на ступенчато-криволинейном низовом откосе и условия возникновения и смещения точки начала активной аэрации потока аналогичны режимам и условиям течения на ступенчатом откосе и зависят, в основном, от величины расходов и размера ступеней. При этом смена режима течения с перепадного на скользящий происходит при меньших расходах на 45-55%, а точка возникновения начала активной аэрации потока наступает при меньших расходах на 37-43%;

• относительные сопряженные глубины на моделях со ступенчато-криволинейным низовым откосом меньше, чем на моделях с гладким откосом на 38-70% и со ступенчатым низовым откосом меньше на 4-32%. При этом с увеличением расхода разница между значениями относительных сопряженных глубин на моделях со ступенчато-криволинейным откосом и ступенчатым сокращается, что свидетельствует об уменьшении степени влияния формы ступеней на параметры гидравлического прыжка;

• коэффициент скорости на моделях со ступенчато-криволинейным низовым откосом меньше, чем на моделях с гладким откосом на 24-52% и со ступенчатым низовым откосом - на 2-22%. При этом с увеличением расхода разница между значениями коэффициентов скорости на моделях со ступенчато-криволинейным и ступенчатым откосом сокращается, что указывает на уменьшение степени влияния формы ступеней на эффективность гашения избыточной кинетической энергии потока в пределах водосливного откоса.

Таким образом, исследованиями подтверждено, что эффективность гашения избыточной кинетической энергии потока в пределах водосливного ступенчато-криволинейного откоса высока и может достигать 65%.

6. Разработана методика расчета основных параметров грунтовых переливных плотин с низовым откосом, сформированным геосинтетическими оболочками, включающая в себя следующие этапы:

1) сбор исходных данных, анализ условий проектирования и строительства;

2) определение основных геометрических размеров плотины;

3) определение специфических параметров конструкции низового откоса, обусловленные наличием геосинтетических оболочек;

4) определение параметров и конструктивных решений сопрягающих сооружений водосбросного участка грунтовой плотины с берегами.

7. Выполнены и приведены примеры расчетов параметров грунтовых плотин для конкретных условий. Проведены сопоставительные расчеты экономической эффективности использования геосинтетических оболочек в качестве элементов крепления низового откоса переливных грунтовых плотин. Их анализ показал, что предложенная конструкция экономичнее примерно на 11% варианта крепления плотины камнем и на 29% - железобетоном, что свидетельствует о перспективности применения геосинтетических оболочек для строительства и проведения ремонта грунтовых переливных гидротехнических сооружений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Родионов, Максим Владимирович, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адоер, Е.В.Маркова, Ю.В. Грановск й. - М.: Наука, 1976. - 279с.

2. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента [Текст] / Ю.П. Адлер. -М.: Металлургия, 1969. -160 с.

3. Абдельразак Аль-Али. Научное обоснование метод в расчета и проектирования высокопороговых водосбросных плотин со ступенчатой сливной гранью [Текст]: автореферат дис. к.т.н./ Аль-Али Абдельразак; МГУП. -М., 2000. -22с.

4. Бальзанников, М.И. Результаты исследования грунтовой переливной плотины со ступенчато-криволинейным низовым откосом [Текст] /М.И. Бальзанников, М.В. Родионов // Вестник МГСУ. - М.: МГСУ, 2012. - № 2. - С. 70-76.

5. Бальзанников, М.И. Повышение экологической безопасности эксплуатируемых грунтовых гидротехнических сооружений [Текст] / М.И. Бальзанников, М.В. Родионов, В.А. Селиверстов // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура.-2011.-№ 1.-С. 100-105.

6. Бальзанников, М.И. Грунтовые плотины с низовым откосом, допускающим пропуск паводковых вод [Текст] / М.И. Бальзанников, М.В. Родионов // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук: сб. науч. тр. Вып. 15. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2012. -С.100-105.

7. Бальзанников, М.И. Методика исследований моделей грунтовых переливных плотин [Текст] / М.И. Бальзанников, М.В. Родионов // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 69-й Всероссийской научно-технической конференции / СГАСУ. - Самара, 2012. - С. 100-103.

8. Бальзанников, М.И. Совершенствование конструкций водоприемно - водовыпускных устройств гидроэнергетических установок [Текст] / М.И. Бальзанников // Гидротехническое строительство. -1994. - № 9. - С. 30-35

9. Бальзанников, М.И. Общие направления и проблемы совершенствования конструкций технических систем [Текст] / М.И.Бальзанников, С.В. Евдокимов // Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте: сб. на-

учн. тр. междунар. научно-технич. конф. / СамГАСА. - Самара, 2002. - С. 173— 177.

10. Бахтин, Б.М. Использование плотин из грунтовых материалов, армированных крупноячеистыми конструкциями, в качестве водосбросных сооружений [Текст] / Б.М. Бахтин // Гидротехническое строительство. - 1996. - №10. - С. 45^8.

11. Беляшевский, H.H. О методике исследований нижнего бьефа за водосборными сооружениями [Текст] / H.H. Беляшевский // Гидротехническое строительство. - 1955. -№3. - С. 40-43.

12. Беляшевский, H.H. Опыт строительства и эксплуатации улучшенных типов водосливных плотин из каменной наброски. [Текст] / H.H. Беляшевский - К.: АН УССР, 1957.-131 с.

13. Беляков, A.A. Влияние схемы пропуска паводковых расходов на экономичность гидроузлов с грунтовыми плотинами/ A.A. Беляков, Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство. -1978. - №9. - С.29-32.

14. Богомолов, А.И. Гидравлика [Текст] / А.И. Богомолов, К.А. Михайлов. - М.: Стройиздат, 1972. - 648 с.

15. Бухарцев, В. Н. Новый подход в задаче о нестационарной безнапорной фильтрации [Текст] / В. Н. Бухарцев, М. Р. Петриченко // Приволжский научный журнал. - Н. Новгород: ННГАСУ, 2011. - №1 (17). - С. 46-51

16. Бухарцев, В.Н. Оценка устойчивости сооружений на нескальном основании при несимметричном приложении нагрузок [Текст] / В. Н. Бухарцев, А. А. Лукашевич // Гидротехническое строительство. - М.: 2011. - № 8. - С. 23-27.

17. Векслер, A.B. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений [Текст] Справочное пособие/ A.B. Векслер, Т.Г. Войнич-Сяноженецкий, Д.Д. Лапко, и др. - М.: Энергоатомиздат., 1988. - 624 с.

18. Волынчиков, А.Н. Выбор оптимального варианта водосброса №2 Богучанской ГЭС [Текст] / А.Н. Волынчиков , A.B. Толошинов // Гидротехническое строительство. - 2009. - №3. С. 16-21.

19. Волынчиков, А.Н. Обоснование элементов конструкций водосбросных сооружений со ступенчатой водосливной гранью для высоконапорных бетонных плотин [Текст]: автореферат дис. к.т.н. / А.Н. Волынчиков. - СПб: ОАО «ВНИ-ИГ им. Б.Е.Веденеева», 2009. - 16 с.

20. Гидротехнические сооружения [Текст]: справочник / под общ. ред. В.П. Не-дриги. - М.: Стройиздат, 1983. - 543 с.

21. Гидротехнические сооружения [Текст]: учебник для студентов вузов / под ред. Е.А. Замарина. - М.: Гос. издательство сельскохозяйственной литературы, 1954. -560 с.

22. Гидротехнические сооружения [Текст]: учеб. для вузов: в 2 ч. Ч. 1 / Л. Н. Рассказов, В. Г. Орехов, Ю. П. Правдивец и др.; под ред. Л. Н. Рассказова. - М.: Стройиздат, 1996. - 435 с.

23. Гидротехнические сооружения [Текст]: Учеб. для вузов: в 2 ч. Ч. 2 / Л. Н. Рассказов, В. Г. Орехов, Ю. П. Правдивец и др.; под ред. Л. Н. Рассказова - М.: Стройиздат, 1996. - 344 с.

24. Гринчук, A.C. Испытания откосов грунтовых откосов, допускающих перелив воды больших удельных расходов [Текст] / A.C. Гринчук, Ю.П. Правдивец, H.B. Шехтман // Гидротехническое строительство. -1977. - №.4. - С. 22-26.

25. Гринчук, A.C. Сборное железобетонное крепление грунтовых откосов, используемых для сброса воды [Текст] / A.C. Гринчук, Ю.П. Правдивец // Гидротехническое строительство. -1977. - № 7. - С.25-28.

26. Гордиенко, П.И. Водосливные плотины из каменной наброски [Текст] / П.И. Гордиенко // Гидротехническое строительство. -1941. - № 3. - С. 7-13.

27. Джоунс, К.Д. Сооружения из армированного грунта [Текст] / К.Д. Джоунус / пер. с англ. B.C. Забавина; под ред. В.Г. Мельника. -М.: Стройиздат, 1989.-280 с.

28. Дзюбенко, Л.Ф. Расчет устойчивости ограждающей дамбы хвостохранилища [Текст] / Л.Ф. Дзюбенко, К. А. Кузнецова, А.М. Сухно, А.П. Яненко // Известия вузов. Строительство. - Новосибирск: 2012. - № 3.

29. Затворницкий, О.Г. Конструкции из мягких оболочек в гидротехническом строительстве [Текст]. -М.: Энергия, 1975. - 143 с.

30. Защита от размыва русл и нижних бьефов водосбросов // Рекомендации по проектированию ВНИИ ВОДГЕО. - М.: ВНИИ ВОДГЕО. 1974. -168 с.

31. Иванов, П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений [Текст] / П.Л. Иванов. - М.: Высшая школа, 1985. - 352 с.

32. Избаш, С. В. Основы лабораторно-опытного дела в гидротехнике[Текст] /

C.B. Избаш. - Л. ; M.: ОНТИ HKTTI СССР Гл. ред. знерг. лит., 1938. - 228 с.

33. Избаш, C.B. Облегченные водосливные плотины из кладки местных материа-лов[Текст] / C.B. Избаш // Гидротехническое строительство. - 1944. - №.7 - С. 5-8.

34. Каганов, Г.М. Армированный грунт в гидротехническом строительстве [Текст] / Г.М. Каганов, ИМ. Евдокимова // Обзорная информация. - М.: ВНИИ НТПИ, 1996.-60 с.

35. Киселёв, П.Г. Справочник по гидравлическим расчётам [Текст] / П.Г. Киселев; под ред. В.Д. Журина. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 352 с.

36. Косиченко, Ю.М. Гидромеханическое решение для плоского грунтонапол-няемого флютбета [Текст] / Ю.М. Косиченко // Труды НИМИ. - 1974. - Том XV, вып. 6.-С. 48-60.

37. Косиченко, Ю.М. Выбор параметров флютбета сооружения, выполненного из мягких синтетических материалов [Текст] / Б.И. Сергеев // Труды НИМИ. -1974. - Том XV, вып. 6. - С. 61-69.

38. Крестьянинов, А.М. Облегченные паводковые водосбросы грунтов плотин [Текст] / А.М. Крестьянинов, Ю.П. Правдивец // Гидротехника и мелиорация. -1978. - № 4. - С. 44—50.

39. Леви, ИИ. Моделирование гидравлических явлений [Текст] / ИИ. Леви. - МЛ.: Государственное энергетическое издательство, 1960. - 211 с.

40. Леви, И.И. Моделирование гидравлических явлений [Текст] / И.И. Леви. - Л.: ЭНЕРГИЯ, 1967.-236 с.

41. Лятхер В.М. Гидравлическое моделирование [Текст] / В.М. Лятхер, А.М. Прудовский. -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 392 с.

42. Мирзоев, М.И. Гидравлические условия работы высокопороговых водосбросных плотин со ступенчатой сливной гранью [Текст]: автореферат дне. к.т.н. / М.И. Мирозев; МГУП. - М, 2005. - 22 с.

43. Мирзоев, М.И. Некоторые особенности гидравлических условий работы бетонных водосливных плотин со ступенчатой низовой гранью [Текст] / М.И. Мирозев // «Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России». - Сб. науч. труд.; МГУП. - М., 2004 г.

44. Миронов, В.В. Использование мягких геосинтетических оболочечных конст-

рукций в строительстве [Текст] / В.В. Миронов, Д.В. Миронов, В.М. Чикишев, А.Ф. Шаповало. - М.: АСВ, 2005. - 64 с.

45. Милляр, А.П. Грунтовая водосливная плотина [Текст] / А.П. Милляр, Ю.П. Правдивец, В.А. Сапов // Гидротехническое строительство. - 1987. - №.8. - С. 49-52.

46. Назаров, А.П. Лабораторные исследования гидравлических условий водосливных плотин со ступенчатой низовой гранью [Текст] / А.П. Назаров, М.В. Родионов // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 64-й Всероссийской научно-технической конференции / СГАСУ. - Самара, 2007. - С. 387-399.

47. Назаров, А.П. Бетонные гравитационные плотины на нескальном основании. Гидравлический расчет [Текст]: методические указания / А.П. Назаров, Н.Я. Вундер. - Самара: СГАСУ, 2004.

48. Овчаренко, И.Ч. Моделирование гидравлических явлений на гидротехнических сооружениях [Текст]: учебное пособие / И.Ч. Овчаренко, А.И. Тищенко. -Новочеркасск: Инженерно-мелиоративный институт, 1982. -112с.

49. Патент РФ 2432432, МПК Е02В7/06. Переливная грунтовая плотина / М.И. Бальзанников, М.В. Родионов. - Заявка № 2010126843; опубл. 2011, Бюл. № 30. -8с.

50. Патент РФ 100527, МПК Е02В7/06. Переливная грунтовая плотина / М.И. Бальзанников, М.В. Родионов. - Заявка № 2010126899. опубл. 2010, Бюл. № 35. -2 с..

51. Патент РФ 2140485, МПК Е02В7/06 Гидротехническое сооружение / В.М. Лятхер, И.С. Румянцев, С. Д. Шрестха. - Заявка № 98119218; опубл. 1999, - Бюл. №30.-8 с.

52. Поудиал, Б. Научно-расчетное и экспериментальное обоснование применения грунтовой переливной плотины в условиях высокой сейсмичности Непала [Текст]: автореферат дис. к.т.н./Б. Поудиал; МГСУ. -М., 2003. -25 с.

53. Правдивец, Ю.П. Ступенчатые водосбросы в мировой и отечественной гидротехнике [Текст] / Ю.П. Правдивец // Гидротехническое строительство. - 1993. -№10.-С. 28-32.

54. Правдивец, Ю.П. Крепление водотоков каменной наброской [Текст] / Ю.П.

Правдивец// Энергетическое строительство. -1977. -№ 11. - С. 83-87.

55. Правдивец, Ю.П. О пропуске расходов воды и льда поверх откосов из камня [Текст] / Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство. - 1981. - № 1. - С. 43^6.

56. Правдивец, Ю.П. Индустриальная конструкция грунтовой водосливной плотины [Текст] / Ю.П. Правдивец // Гидротехническое строительство. - 1987. - № 12.-С. 15-18.

57. Правдивец, Ю.П. Конструирование гибких защитных покрытий рисберм и откосов [Текст] / Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство. - 1978 - № 6. -С. 61-64.

58. Правдивец, Ю.П. Водосливные плотины из местных материалов [Текст] / Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство за рубежом, 1978. - №2. -С. 21-23.

59. Правдивец, Ю.П. Пропуск паводковых расходов через каменно-набросной банкет Днестровского гидроузла [Текст] / Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство. -1978. - №11. - С. 30-32.

60. Правдивец, Ю.П. Экономичная конструкция водосливной грунтовой плотины на размываемом основании [Текст] / Ю.П. Правдивец, А.М. Крестъянинов, и др // Энергетическое строительство. - 1980. -№3.-С. 10-14.

61. Правдивец, Ю.П. Опытная грунтовая водосливная плотина [Текст] / Ю.П. Правдивец, Я.А. Кроник и др. // Энергетическое строительство. - 1979. -№12.-С. 52-56.

62. Правдивец, Ю.П. Опыт проектирования и строительства грунтовых водосливных плотин [Текст] / Ю.П. Правдивец // Гидротехника и мелиорация. -1980.-№10.-С. 39-41.

63. Правдивец, Ю.П. Особенности работы водосбросного тракта из сборных элементов [Текст] / Ю.П. Правдивец // Гидротехника и мелиорация. - 1982. -№ 1. -С. 23-25.

64. Правдивец, Ю.П. Сопряжение бьефов поверхностным режимом на многоводных реках [Текст] / Ю.П. Правдивец // Энергетическое строительство. - М. - № 2.-1978.

65. Родионов, М.В. Классификация геосинтетических материалов и область их применения в гидротехническом строительстве [Текст] / М.В. Родионов // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 64-й Всероссийской научно-технической конференции / СГАСУ. - Самара, 2007. - С. 389-391.

66. Родионов, М.В. Водосбросы со ступенчатой сливной гранью в мировой практике гидротехнического строительства [Текст] / М.В. Родионов // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука Практика: материалы 65-й Всероссийской научно-технической конференции / СГАСУ. - Самара, 2008. - С. 385-387.

67. Родионов, М.В. Исследования переливного грунтового водоподпорного сооружения с низовой гранью из геосинтетических оболочек [Текст] / М.В. Родионов // Строительство - формирование среды жизнедеятельности: сб. науч. тр. Четырнадцатой Международной межвузовской научно-практич. конф. молодых ученых, докторантов и аспирантов (Москва, 27-29 апреля 2011 г.). - М.: МГСУ,2011.-С. 684-693.

68. Рубинштейн, П.Л. Переливная грунтовая плотина со ступенчатой низовой гранью [Текст] / П.Л. Рубинштейн, Г.В. Стефанович// Гидротехническое строительство. -1998. - № 10. С. 7-11.

69. Румянцев, И.С. Природоохранные сооружения / И.С. Румянцев, М.А. Попов. -М.: МГУП, 2001.

70. Румянцев, И.С. Гидравлические параметры ступенчатых водосбросов [Текст] / И.С. Румянцев, М.И. Мирзоев // «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России». Сб-к научных трудов МГУП. 41. - МГУП. -2005.

71. Сергеев, Б.И. Мягкие конструкции в гидротехническом строительстве [Текст] / Б .И. Сергеев, П.М. Степанов, Б. Б. Шумаков. - М.: Колос, 1984. -101 с.

72. Сергеев, Б.И. Мягкие конструкции новый вид гидротехнических сооружений [Текст] / Б .И. Сергеев, П.М. Степанов, Б. Б. Шумаков - М.: Колос, 1971. - 88 с.

73. Слисский, С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений [Текст] / С.М. Слисский. -М.: Энергоатомиздат, 1986 г.

74. СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги / Госстрой СССР. М.: ЦИГП Гос-

строй СССР, 1987 г.

75. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. -М.: ЦИТТТ Госстрой России, 2004.

76. СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на ГТС (волновое, ледовое и от судов) / Минстрой России. - М.: ГП ЦИГГГ, 1995г.

77. СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов / Госстрой СССР. М.: ЦИШ Госстрой СССР, 1991.

78. СО 34.21.308-2005 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения / РАО "ЮС РОССИИ". СПб.: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2005.

79. СП 23.13330.2011 Основания гидротехнических сооружений / Министерство Регионального развития Российской Федерации, Москва, 2011 г. - 90 с.

80. Толошинов, A.B. Выбор конструкции концевого устройства поверхностного водосброса №2 Богучанской ГЭС [Текст] / A.B. Толошинов, А.П. Гурьев, Д.В. Козлов, Н.В. Ханов, А.Н. Волынчиков // Гидротехническое строительство. -2009. -№3. С. 10-15.

81. Толошинов, A.B. Разработка конструкции водосброса №2 Богучанского гидроузла [Текст] / A.B. Толошинов, А.Н. Волынчиков, В.А. Прокофьев, Г.А. Су-дольский // Гидротехническое строительство. - 2009. - № 3. - С. 2-9.

82. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента [Текст] / Ч. Хикс / Перевод с английского Голиковой Т.И, и др. - М.: МИР, 1967. - 407 с.

83. Цивин, М.Н. Статический подход к планированию гидравлического эксперимента: Задачи управления двумерными бурными потоками [Текст] / М.Н. Цивин. - К.: НТУ, 2001.-122с.

84. Чугаев, Р.Р. Земляные гидротехнические сооружения [Текст] / Р.Р. Чугаев. -Л.: Энергия, 1967. -460 с.

85. Чугаев, Р.Р. Гидравлика [Текст] / Р.Р. Чугаев. - Л.: Энергия, 1971. - 552 с.

86. Шабанов, В.А. Применение методов теории подобия и размерностей в моделирование гидросооружений [Текст] / В.А. Шабанов. - Куйбышев: Изд-во Куйбышевского государственного университета, 1978. - 51 с.

87. Шабанов, А.Д. Лабораторные гидравлические исследования гидротехнических сооружений [Текст]: учебное пособие / А.Д. Шабанов, В.А. Шабанов, В.В.

Крутиков. - Куйбышев: Изд-во Куйбышевского государственного института, 1981.-84 с.

88. Швайнштейн, А.М. Ступенчатые водосливные плотины и гашения энергии [Текст] / А.М. Швайнштейн // Гидротехническое строительство. - 1999. - № 5. -С. 15-21.

89. Швайнштейн, А.М. Гидродинамическое воздействие на низовую грань ступенчатых плотин [Текст]: Сборник научных трудов / А.М. Швайнштейн, Г.А. Судольский // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 2000. - Т.236. С. 37-44.

90. Ямбаев, И. А. Автоматизация конструктивных расчетов при проектировании низконапорных переливных плотин [Текст] : автореферат дис. И.А. Ямбаев к.т.н. / НГАСУ. - Н. Новогород. - 2004. - 24с.

91. Boes, R. Hydraulic design of stepped spillways for RCC dams [Text] / R. Boes, HE. Minor// Hydropower &Dams. Issue Three. - 2002. - P. 87-91.

92. Cantre, S. Geotextile tubes-analytical design aspects [Text] / S. Cantre // Department of Landscape Construction and Waste Management, University of Rostock, Justus-von-Liebig-Weg 6,18059 Rostock: Germany, 2001. -P.305-319.

93. Chanson, H. A review of accidents and failures of stepped spillways and weirs. Proc. Instn Civ [Text] / H. Chanson // Engrs Water and Mariitime Engrg. - UK. V.142. -Dec.-P. 177-188.

94. Chanson, H. Drag reduction in skimming flow on stepped spillways by aeration [Text] / H. Chanson // Jour, of Hydraulic Research. -2004. - V. 42, №3. - P. 316-322.

95. Chanson, H. Energy Dissipation on Stepped Spillways-Discussion [Text] / H. Chanson// Л ofHyd. Engrg. - ASCE. - V. 121. № 1. -P. 80-82.

96. Chanson, H. Hydraulic Design of Stepped Spillways and Downstream Energy Dissipators [Text] / H. Chanson // Dam Engineering. - 2001. - V. 11. № 4. - P. 205242.

97. Chanson, H. Hydraulic of stepped spillways; current status [Text] / H. Chanson // Journal of hydraulic engineering. - 2000. - September. - P. 636-637.

98. Chanson, H. Hydraulics of skimming flows on stepped chutes: The effects of inflow conditions. [Text] / H. Chanson // Journal of Hydraulic Research. - 2006. - V. 44, № 1.-P. 51-60.

99. Chanson H. Hydraulics of skimming flows over stepped channel and spillways

[Text] / H. Chanson // Jour Hydr. Research. -1994. - № 3.

100. Chanson, H. Physical modeling, scale effects and self similarity of stepped spillway flows [Text] / H. Chanson // World Environmental and Water Resources Congress. -2008. - Ahupua. - P. 1-10.

101. Chanson, H. Physical modelling and scale effects of air-water flows on stepped spillways [Text] / H. Chanson , C. Gonzalez // Journal of Zhejiang University SCIENCE V.6.. - 2005. - P. 243 250.

102. Chanson H. Energy dissipation and air entrainment in stepped storm waterway: experimental study [Text] / H. Chanson, L. Toombes // Journal of irrigation and drainage engineering. - 2002. - September-October. - P. 305-315.

103. Chanson, H. Flow resistance in skimming flow and its modeling [Text] // H.Chanson, Y.Yasuda,I.Ohtsu// CanJl ofCiv.-Eng.-V. 29, №6.-P. 809-819.

104. Chul, J. Geosynthetic Tubes and Geosynthetic Mats: Analyses and Applications [Text] / J. Chul, W. Guo, S.W. Yan // Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA. - 2011. - Vol. 42, No.l March.

105. Gonzalez, C. Experimental study of free-surface aeration and turbulent processes down an embankment dam stepped spillway [Text] / C. Gonzalez // XXXIAHR Congress. Thessalonica, Greece. Experimental Methods, Hydraulic Structures and Ecohydraulics. - P. 916.

106. Gonzalez, C., Chanson H. Hydraulic design of stepped spillways and downstream energy dissipators for embankment dams [Text] / C. Gonzalez, H. Chanson // Dam Engineering. - V. XWII. Issue 4. - P. 223 244.

107. Ohtsu Iwao. Characteristics of flow conditions on stepped channels [Text] / Iwao Ohtsu, Yonichi Yasuda // Proc. of the 27th Congress IAHR. - San-Francisco: T. D. P, 1997.-P. 583-588.

108. Leshchinsky, D. Geosynthetic tubes for confining pressurized slurry: some design aspects [Text] /D. Leshchinsky, O. Leshchinsky, Hoe I. Ling, Paul A. Gilbert // Journal of geotechnical engineering. -1996. - 683, august. - P. 682-690.

109. Matos, J. Characteristic depth and pressure profiles in skimming flow over stepped spillways [Text] / J. Matos, M. Sanchez, A. Quintela, J. Dolz // XXVII IAHR Congress Proceedings. - Graz. -1999.

110. Matsushima, K. Design of earth dams allowing temporary overtopping based on hy-

draulic failure experiments and flood analysis [Text] / K. Matsushima, Y. Mohri, S. Yamazaki, T. Hori, M. Ariyoshi, F. Tatsuoka // Geosynthetics in Civil and Environmental Engineering Geosynthetics Asia 2008 Proceedings of the 4th Asian Regional Conference on Geosynthetics in Shanghai. - China. - P. 757-762. lll.Oumeraci, H. Sand-filled Geotextile Containers for Shore Protection [Text] / H. Oumeraci, M. Hinz, M. Bleck, A. Kortenhaus // Proceedings 'Coastal Structures 2003'. -Portland, Oregon, USA. -P. 1-15.

112. Patent US 2009/0208288 Al, Int. CI. E02B 11/00. Geotextile tube with flat ends / T.C. Stephens, B.Z. Dymond, RH. Plaut. - Appl. № 12/370.233; publ. date. aug. 20, 2009.-8 p.

113. Richardson, A. T. Upper Stillwater dam roller compacted concrete design and construction concepts [Text] / A.T. Richardson // Trans, of the 15th ICOLD. - Lausanne: 1985.-V. 2.-P. 143 -155.

114. Sanchez, M. Experimental study of transition and skimming flows on stepped spillways in RCC dams: qualitative analysis and pressure measurements [Text] / M. Sanchez, J. Dolz // Journal of Hydraulic Research. - 2005. - V. 43. № 5. - P. 540-548.

115. Sobolewski, J. Georuiy wypelnione piaskiem w budownictwie wodnym i morskim Wymiarowanie i praktyczne przyklady zastosowan [Text] / J. Sobolewski, M. Wilke // Inzynieria morska i geotechnika. -2011.-nrl.-P. 34-43.

116. Pilarczyk, K. Alternatives for coastal protection [Text] / K. Pilarczyk // Journal of Water Resources and Environmental Engineering. - 2008. - No. 23, November. -P.181-188.

117. Tozzi, M. An investigation on stepped spillways. Large Brazilian spillways [Text] / M.Tozzi.//- 2002.-P. 185-191.

118. Min, Yang. Study on hydraulic characteristics of' stepped spillway [Text] / Yang Min, Gao Jinhua, Lian Jijan // Proc. of 29th IAHR Congress. - Beijing. - Th. D. V. 1. -2001.-P. 856-861.

119. Zengerink, E. TenCate Geosystems in Marine [Electronic resources] / E. Zengerink // International Geosynthetics Society (UK Chapter). - Access mode: http://wvv^v.geolsoc.org.uk/webdav/site/GSL/shared/pdfs/misc/TenCate_IGS_meeting _UK.pdf.