Оценка надежности гидротехнических сооружений на основе системного подхода с учетом сейсмических условий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат технических наук Шакарна Салех

• Шакарна Салех
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шакарна Салех

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОДХОДЫ К ЗАДАЧАМ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Проблемы оценки надежности гидротехнических сооружений

1.2. Используемые основные понятия теории надежности сооружений

1.3. Методы оценки надежности сооружений

1.4. Оценка проектной надежности

1.5. Особенности оценки эксплуатационной надежности

1.6. Нормативные коэффициенты надежности

1.7. Выводы по главе и задачи исследований

2: ОСНОВЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ

СООРУЖЕНИЙ

2.1. Статистические оценки аварий и разрушений гидротехнических сооружений

2.2. Устойчивость склонов и откосов грунтовых плотин

2.3. Определение числовых характеристик показателей физико-механических свойств грунтов и нагрузок, используемых в расчетах надежности сооружений

2.4. Методы расчета напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин при сейсмических воздействиях

2.5. Выводы по главе 2

3: ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН И МАССИВОВ

3.1. Общие положения методики расчета устойчивости откосов

3.2. Подходы к решению задачи вероятностной оценки устойчивости откоса

3.3. Вероятностное моделирование нагрузок и воздействий

на откос грунтовой плотины

3.4. Алгоритм вероятностного анализа устойчивости откосов с использованием условных и безусловных вероятностей нарушения устойчивости

3.5. Пример оценки надежности откосов грунтовых плотин

3.6. Выводы по главе 3

4: ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ

СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА (НА ПРИМЕРЕ ГИДРОУЗЛА ТИЛЕЗДИТ)

4.1. Общие положения

4.2. Постановка задачи

4.3. Выбор уровня максимального расчетного землетрясения для расчетов сейсмостойкости водозаборной башни

гидроузла Тилездит (Алжир)

4.4. Расчет устойчивости системы: основание - грунтовый откос плотины - водозаборная башня гидроузла Тилездит

при сейсмических воздействиях

4.5. Оценка надежности системы: основание - грунтовый откос плотины - водозаборная башня

4.6. Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка надежности гидротехнических сооружений на основе системного подхода с учетом сейсмических условий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Согласно действующим российским нормативным документам при проектировании гидротехнических сооружений все исходные параметры, случайные по своей природе, заменяются некоторыми усредненными детерминированными значениями, а влияние их изменчивости на проектируемое сооружение учитывается с помощью системы соответствующих коэффициентов «запаса», «надежности» и т.п. Такой подход называют «полувероятностным методом». При этом расчетами проверяются только так называемые предельные состояния, при достижении которых конструктивные элементы сооружения, сооружение в целом или его основание перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям.

Накопление информации о статистической изменчивости характеристик грунтов, материалов конструкций, нагрузок и других факторов, а также перерасход материалов, связанный с излишними запасами прочности при использовании недостаточно обоснованных величин коэффициентов «запаса» в методах предельных состояний, требуют разработки вероятностных методов расчета. С учетом требований социальной и экологической безопасности проблемы надежности имеют особую значимость для АЭС, ТЭС, ГЭС, нефтегазопромысловых сооружений, высотных зданий и комплексов многофункционального назначения. Весьма актуальным является также разработка методов оценки проектной и эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений различного назначения при вынужденном использовании территорий, ранее считавшихся малопригодными для строительства, например, в районах с высокой сейсмичностью.

Наиболее часто недопустимые (аварийные) деформации наблюдались у сооружений на нескальных основаниях, грунты которых по тем или иным причинам (увлажнение, оттаивание, техногенные воздействия и др.)

проявляли значительную нелинейную деформируемость, не в полной мере учитываемую при применении традиционных (нормативных) расчетов, в основе использующих модель линейно-деформируемого грунта. Повышение достоверности расчетов таких оснований связано с применением моделей и методов нелинейной механики грунтов, получившей в конце XX века значительное развитие и широкое практическое применение.

В силу стохастической, часто значительной, изменчивости большого числа характеристик, определение надежности, как вероятностной категории, для нелинейно-деформируемых (упруго-пластических) оснований существенно усложняется. Имеющиеся методики в большинстве своем ориентированы на расчет только линейно-деформируемых оснований. Поэтому разработка методов оценки проектной и эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений в сложных сейсмических условиях, когда следует учитывать различного рода нелинейности в поведении системы «сооружение-основание» является своевременной и актуальной.

Цель и основные задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка методики оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях в сложных сейсмических условиях с учетом системного подхода.

Для достижения сформулированной цели в работе были поставлены и решены следующие основные задачи:

- выполнен анализ используемых параметров и современных методов оценки надежности гидротехнических сооружений, применяемых математических моделей, описывающих процессы, происходящие в сложных системах, учитывающих статические и динамические воздействия, а также рассмотрены проблемы учета сейсмических условий в расчетах надежности гидротехнических сооружений;

- выполнен анализ статистических данных о происшедших в мире авариях и повреждениях конструктивных элементов гидротехнических

сооружений, показана важность учета сейсмических воздействий, а также необходимость учета вероятностных подходов в расчетах надежности;

- разработана методика и алгоритм оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях как сложных систем, учитывающая статические и динамические воздействия и стохастический (случайный) характер свойств грунтов основания и внешних нагрузок, применительно к сложным сейсмическим условиям;

- выполнена постановка вероятностных задач оценки надежности гидротехнических сооружений с учетом стохастического характера внешних нагрузок и, в соответствии с разработанной методикой, выполнены вероятностные расчеты оценки надежности в сложных сейсмических условиях конкретных сооружений на нескальных основаниях - откоса грунтовой плотины и системы «сооружение-основание» с водозаборной башней гидроузла Тилездит (Алжир).

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке методики оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях как сложных систем в сложных сейсмических условиях на основе системного подхода, учитывающей неоднородность и нелинейность физико-механических свойств грунтов основания, прочность материалов конструкций, а также различные нагрузки и воздействия, в том числе, сейсмические.

Личный вклад автора заключается в проведенном анализе научных публикаций по применяемым методам оценки надежности гидротехнических сооружений, выявлении направлений совершенствования методов оценки надежности, выполнении анализа статистических данных об авариях и повреждениях гидротехнических сооружений, представлении необходимости использования вероятностных подходов в расчетах надежности, разработке методики и алгоритма оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях в сложных сейсмических условиях на основе системного подхода с учетом вероятностных подходов.

Практическая ценность работы. Использование разработанной методики оценки надежности гидротехнических сооружений как сложных систем в сложных сейсмических условиях позволит более точно оценить показатели надежности различных гидротехнических сооружений, возводимых на нескальных основаниях, в том числе, в сейсмически активных районах. Это позволит, с учетом комплекса случайных факторов, уже на стадии проектирования объекта выявить сооружения, имеющие недостаточный или чрезмерный запас надежности, и своевременно внести корректировки проекта. Вносимые технические изменения, обоснованные разработанной методикой, позволят обеспечить соответственно либо требуемую надежную работу объекта, а следовательно, сократить расходы на восстановительные ремонты из-за возможного выхода гидротехнического сооружения из состояния нормальной эксплуатации, либо экономию расходов на его возведение.

На защиту выносятся:

- методика оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях, учитывающая статические и динамические воздействия, случайный характер свойств грунтов основания и внешних нагрузок, а также сейсмические условия;

- постановка вероятностных задач расчета надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях при динамических воздействиях, в которых учитывается стохастический характер внешних нагрузок;

- результаты решения частных детерминистических и вероятностных задач по оценке надежности в сложных сейсмических условиях гидротехнических сооружений на нескальных основаниях: откоса грунтовой плотины и системы: основание - грунтовый откос - водозаборная башня гидроузла Тилездит (Алжир).

Достоверность научных результатов обусловлена тем, что исследования основываются на научно обоснованных и апробированных

методах теории надежности, метода математического анализа, использованием обоснованного выбора показателей физико-механических свойств грунтов и нагрузок, используемых в расчетах надежности гидротехнических сооружений, применением общеизвестных статистических методов обработки и подтверждается соответствием полученных результатов исследований существующим современным научным представлениям.

Апробация результатов работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, представлены и обсуждены на Научно-технической конференции СПбГПУ (в рамках Недели науки СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2004), Региональной конференции по проблемам экологии Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Русское Географическое Общество, Санкт-Петербург, 2005), на заседании ученого совета инженерно-строительного факультета СПбГПУ (СПбГПУ Санкт-Петербург, 2007), на научном семинаре по теме: «Устойчивость и долговечность железобетонных конструкций» (СПБГПУ, Санкт-Петербург, 2009), на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (МГУП, Москва, 2011) и 69-й Всероссийской научно-технической конференции «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» (СГАСУ, Самара, 2012). Опубликованы в Научно-технических ведомостях СПбГПУ (Санкт-Петербург, № 6 том 1, 2006), в Вестнике гражданских инженеров (Санкт-Петербург, № 3, 2009), в Известиях ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (Санкт-Петербург, том 261, 2011).

Реализация работы. Результаты исследовательской работы внедрены в проектно-конструкторском отделе ООО «АРМ-проект» (г. Санкт-Петербург) при проверке надежности проектируемых гидротехнических плотин из местных строительных материалов, а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» и ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» при выполнении дипломного и курсового

проектирования студентов, обучающихся по специальности «Гидротехническое строительство».

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пяти печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 124 наименований, в том числе 16 на иностранном языке, и приложений. Работа содержит 129 страниц машинописного текста, 15 рисунков и 21 таблицу. Общий объем работы -158 страницы.

В диссертационной работе рассматривается комплексная методология вероятностной оценки надежности системы «сооружение-основание» применительно к гидротехническим сооружениям. При оценке надежности таких систем возникает ряд трудностей, которые заключаются в сложности оценки нормативных значений показателей надежности, которые определяются на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений. В настоящее время данных по этим показателям недостаточно. Практически отсутствует мониторинг эксплуатации сооружений, процессов, происходящих в грунтах основания, нагрузок на сооружения, особенно при динамических воздействиях, что приводит к отказу в их работе. Следовательно, приводит к значительным экономическим и социальным потерям.

В работе рассматриваются основные положения теории надежности, функции надежности, методы оценки случайных величин, учет природно-климатических и сейсмических условий при оценке надежности системы «сооружение-основание», в том числе назначение физико-механических свойств грунтов основания, оценка их однородности, нагрузки с учетом статических и динамических воздействий.

Приводится разработанная методика и алгоритм оценки надежности гидротехнических сооружений на нескальных основаниях в сложных сейсмических условиях на основе системного подхода.

На основе предложенного системного подхода, приведены конкретные примеры расчета надежности гидротехнических объектов: грунтовой плотины и системы основание - водозаборная башня гидроузла Тилездит (Алжир), расположенного в сейсмически активном районе.

1. ПОДХОДЫ К ЗАДАЧАМ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Проблемы оценки надежности гидротехнических сооружений

Гидротехнические сооружения (ГТС) - весьма ответственные объекты, как с экономической, так и с экологической и социальной точек зрения. Обеспечению их надежности и безопасности традиционно уделяется значительное внимание.

Анализ надежности является одним из основных этапов проектирования ГТС и должен основываться на строго определенных понятиях современной теории надежности. При этом следует иметь в виду, что в технической литературе, посвященной гидротехническому строительству, в том числе и в нормативных документах, расчеты ГТС на надежность все еще не имеют единого общепринятого содержания и часто понимаются как традиционные (детерминистические) расчеты прочности и устойчивости сооружений, их элементов, оснований в рамках методологии предельных состояний.

Гидротехнические сооружения и конструктивные элементы различаются по функциональному предназначению, ответственности (в том числе и экологической), другим свойствам. Это требует индивидуального подхода при разработке методов расчета надежности и выборе ее показателей.

Например, для плотин понятие надежности (и безопасности) можно сформулировать следующим образом.

Надежность плотины - комплексное свойство, заключающееся в ее способности выполнять функции подпорного сооружения при сохранении заданных эксплуатационных и конструктивных показателей в течение срока службы.

Для приплотинной гидроэлектростанции надежность - это способность выдавать электроэнергию (мощность), для русловой -выполнять функции подпорного сооружения и выдавать электроэнергию. Для канала - своевременно и в требуемом объеме подавать воду требуемого качества. Для водозаборных сооружений под надежностью также понимается способность сооружения полностью выполнять свои функции.

Причины аварий и нарушений на ГТС.

В истории гидротехники зарегистрированы многочисленные случаи аварий гидротехнических сооружений (разрушений, повреждений) и других нарушений (прежде всего экологических), в том числе и с катастрофическими последствиями. Не смотря на значительные достижения в области инженерно-геологических и сейсмологических изысканий, методов расчета, технологии строительства, улучшение качества применяемых строительных материалов, средств контроля и т.п., а также повышение общего уровня знаний и технических решений, аварии и нарушения на ГТС происходят и в настоящее время.

Причины аварий и нарушений на гидротехнических объектах чрезвычайно разнообразны. Тем не менее, все они, условно, могут быть разделены на четыре основные группы [8,9]:

1) экстраординарные (стихийные) воздействия типа катастрофических наводнений, землетрясений, ураганов, взрывов, ливней, горных обвалов и оползней, прорывов вышерасположенных плотин и т. п.;

2) длительные опасные сочетания природных и (или) эксплуатационных нагрузок и воздействий, а также сочетания природных воздействий с эксплуатационными отказами;

3) недостаточная прочность и устойчивость сооружений, оснований и их элементов; сложные природные условия; «старение» материалов и грунтов и ухудшение их свойств со временем; ухудшение общей экологической обстановки в районе объекта и т. п.;

4) грубые ошибки и недостатки при изысканиях, проектировании, строительстве, эксплуатации.

Среди грубых ошибок следует выделить: ошибки при изысканиях; неправильный выбор створа (площадки строительства, трассы и т. п.), конструкции сооружения, строительных материалов; некачественное производство работ и отсутствие контроля; неправильную эксплуатацию объекта; отсутствие своевременных ремонтов и т. п.

Среди недостатков - недостаточную глубину изысканий, исследований свойств материалов и грунтов; применение устаревшей технологии; отсутствие квалифицированного персонала и т. п.

Одной из причин, способствующих возникновению различных аварий и нарушений на гидротехнических объектах, является, несомненно, и то, что во многих странах ГТС стали возводить в менее благоприятных (во всех отношениях) условиях.

Среди основных физико-химических процессов, приводящих к отказам ГТС, их конструкций и оснований, выделяются: суффозия (механическая, химическая), трещинообразование, эрозия, кольматаж, износ, коррозия, заиление, старение материалов и ухудшение их свойств во времени, разжижение грунтов, кавитация, заболачивание, эвтрофирование водоемов и ДР-

Непосредственно аварии ГТС происходили в результате: размывов, обрушений откосов, выпора грунта, сдвигов и опрокидывания; нарушения прочности, фильтрационных деформаций в основании и сооружении, переливов воды через гребень сооружений вследствие сверхрасчетных наводнений, воздействия волн, отказов затворов, водосбросов и т. п.

Рассмотрим проблемы, возникающие при оценке надежности различных ГТС.

Бетонные плотины.

Бетонные плотины являются наиболее надежным типом ГТС, что обусловило их широкое распространение в мировой практике. Накопленный

опыт отечественного гидростроительства также подтверждает практически безотказную работу бетонных плотин в самых разнообразных природно-климатических условиях: на слабых нескальных основаниях в европейской части страны, в суровых климатических условиях Сибири и Дальнего востока, высокосейсмичных районах Средней Азии и Кавказа и т. д.

Вопросы расчета бетонных плотин на статические, динамические, температурные и другие воздействия в традиционной (детерминистической) постановке на основе различных расчетных моделей оснований и сооружений подробно освещены в литературе и здесь не рассматриваются. Вероятностные методы расчета бетонных плотин на надежность только начинают разрабатываться, большинство задач находится в стадии постановки, поэтому в данном обзоре отмечены лишь основные тенденции исследований и приведены некоторые результаты решения наиболее важных частных задач.

Следует также отметить, что высокая надежность и «живучесть» бетонных плотин в экстремальных условиях (при сверхрасчетных воздействиях и авариях) в значительной мере поддерживают уверенность специалистов в достаточной эффективности нормативных расчетов, использующих методологию предельных состояний прочности, что в некоторой мере сдерживает развитие вероятностных методов расчета.

Большое, иногда решающее значение для проекта бетонной плотины имеют полнота и глубина изысканий и исследований створа и основания сооружения. В настоящее время для количественного описания геологических структур, дефектов и пр. (слоев, трещин, прослоек, местных неоднородностей и т. п.) в разной мере используются статистические и вероятностные методы.

Физико-механические характеристики грунтов оснований и бетона также определяются путем статистической обработки данных соответствующих испытаний. Учитывается изменчивость характеристик в пространстве и времени.

Значительной неопределенностью и изменчивостью обладают нагрузки и воздействия на бетонные плотины: фильтрационные нагрузки в основании (противодавление) в первом приближении можно моделировать в виде стационарных гауссовских процессов, где математические ожидания напоров описываются детерминированными зависимостями (согласно ходу уровней воды в верхнем и нижнем бьефах и координат точек), а изменчивость определяется свойствами (структурой) основания.

Имеются также предложения по учету максимально возможных величин противодавления в результате трещинообразования в основании, бетоне, при повреждении противофильтрационных и дренажных завес, сверхрасчетных наводнениях и т. п.

Температурные воздействия, вызываемые или строительными условиями (теплота гидратации, технология охлаждения и пр.) или колебаниями температуры окружающей среды (сезонные, суточные колебания, нагревание наружных поверхностей в результате солнечной радиации), можно рассматривать в двух аспектах: «локализованное» (временное) действие, циклическое воздействие.

Соответственно, в первом случае температурные нагрузки аппроксимируются распределениями экстремальных величин (например Гумбеля), во втором - можно использовать теорию случайных процессов.

Расчеты сейсмонапряженного состояния бетонных плотин выполняются в настоящее время как в рамках квазистатической (линейно-спектральной), так и динамической (расчет на семейство акселерограмм) теорий сейсмостойкости.

Предложенные в литературе схемы оценки надежности сооружений при сейсмических воздействиях обычно основываются на представлении воздействия случайным процессом, решения соответствующей задачи статистической динамики с последующим использованием аппарата корреляционной теории случайных процессов, теории выбросов и т. п.

Плотины из грунтовых материалов являются наиболее распространенным типом водоподпорных сооружений и широко применяются в энергетическом и водохозяйственном строительстве.

Широкое распространение грунтовых плотин, увеличение их высоты, возведение в сложных природных условиях, большая подверженность серьезным авариям (разрушениям) по сравнению с бетонными и т. п. обусловили значительный интерес специалистов к вопросам оценки их надежности, в том числе и в вероятностной постановке.

Среди всего комплекса задач, связанных с оценкой надежности и безопасности грунтовых плотин, рассматривались следующие:

- анализ факторов, определяющих надежность грунтовых плотин и их оснований;

- разработка методов вероятностной оценки устойчивости откосов грунтовых плотин при основных и особых сочетаниях нагрузок;

- вероятностный анализ прочности и надежности элементов грунтовых плотин;

- вероятностные задачи фильтрации в неоднородных средах и расчеты фильтрационной прочности грунтовых плотин и их оснований;

- вероятностные задачи консолидации грунтовых сооружений;

- оценка надежности дренажей и обратных фильтров;

- оценка риска разрушения грунтовых плотин в результате перелива воды через гребень;

- оценка надежности грунтовых гидросооружений, возводимых в суровых климатических условиях;

- оценка надежности грунтовых плотин в рамках системного подхода;

- вопросы диагностики и оценки эксплуатационной надежности грунтовых плотин.

Анализ причин разрушений и повреждений грунтовых ГТС показывает, что непосредственно аварии на грунтовых плотинах (в подавляющем большинстве случаев) происходили в результате неблагоприятного

воздействия фильтрации, вследствие суффозии и т. п. (около 35% случаев), обрушений откосов и пр. (около 5% случаев).

Однако следует заметить, что наиболее серьезное внимание до настоящего времени уделялось вопросам вероятностного анализа устойчивости откосов грунтовых плотин, где уже имеются определенные достижения.

Среди предлагаемых методов вероятностного расчета устойчивости грунтовых откосов выделяются методы, реализующие различные упрощенные инженерные приемы.

При решении задач коэффициент устойчивости откоса к8

представляется в виде функции случайных параметров - показателей свойств грунтов, нагрузок и воздействий. Характеристики грунтов (коэффициент трения, сцепление, влажность, плотность, модуль упругости и др.) рассматриваются, как правило, как случайные величины, иногда - в виде стационарных случайных функций координат; нагрузки и воздействия - в виде случайных величин, либо как случайные процессы.

Обычно используется гипотеза о нормальном распределении исходных расчетных параметров и величины кБ. Вероятность обрушения откоса Р8

определяется как вероятность того, что к8 окажется меньше единицы.

Для учета сейсмического фактора предложено несколько методов [8, 9]:

1) в рамках линейно-спектральной теории (ЛСТ), положенной в основу нормативных расчетов;

2) с использованием динамических моделей.

При решении фильтрационных задач методы теории вероятностей и теории надежности использовались относительно мало. Среди имеющихся решений следует отметить методику вероятностной оценки параметров фильтрационного потока (напоров, градиентов напора, скоростей фильтрационных расходов) в неоднородных средах.

Методика учитывает случайный характер информации о размерах (длине, толщине), расположении и проницаемости (коэффициентах фильтрации) прослоек и линз грунта в неоднородной толще. Задача решается на основе теории случайных (Марковских) процессов. Этот подход можно использовать и при оценке фильтрационной прочности, сравнивая получаемые градиенты напора (скорости фильтрации) в расчетных точках с допустимыми для данного грунта значениями.

Среди подходов к вопросам оценки надежности обратных фильтров и дренажей следует выделить [8, 9]:

1) вероятностные расчеты пригодности выбранных природных грунтов для защиты элементов плотины (основания) на основе данных статистического анализа их основных характеристик (гранулометрического состава, коэффициента фильтрации и пр.), проводимых аналогично расчетам параметрической надежности;

2) расчеты надежности на основе известных кумулятивных моделей отказа, с использованием статистических данных о повреждениях и нарушениях фильтров и дренажей на эксплуатируемых объектах.

Важными, но пока малоизученными являются вопросы, связанные с оценкой риска разрушения грунтовых плотин в результате перелива воды через гребень. Здесь выделяются два основных класса задач [8, 9]:

1) задачи, связанные с расчетами риска перелива воды через плотины в результате тех или иных природных факторов (катастрофических наводнений; волн, вызванных обвалами либо оползнями масс грунта в водохранилище, ветровых волн), отказов водосбросных сооружений и т. п.

2) задачи, связанные с прогнозом размыва грунтовых плотин переливающимся потоком.

Анализ опыта строительства и эксплуатации грунтовых плотин показывает, что даже для подобных сооружений, возводимых и функционирующих в аналогичных условиях, выход из строя происходит в результате разных причин. Для учета различных случайных факторов,

определяющих надежность грунтовой плотины в каждом конкретном случае, предложено несколько подходов [8, 9] . Среди них:

1) расчеты надежности плотины на действие одного (наиболее опасного с точки зрения проектировщика) фактора (например, сейсмического) с использованием элементов теории риска;

2) расчеты надежности грунтовой плотины на обобщенное воздействие (сочетание нескольких опасных воздействий) с использованием элементов теории многомерных распределений;

3) расчеты надежности грунтовых плотин в рамках системного подхода с использованием основных положений теории надежности сложных технических систем.

Среди основных причин аварий на гидроузлах выделяются различные нарушения и отказы на водосбросных и водопропускных сооружениях (водосбросах, водосливах, каналах, водозаборах и т.п.), с которыми с той или иной мере связанно около 35% из всех зарегистрированных аварийных ситуаций и инцидентов.

При оценке надежности водосбросных и водопропускных сооружений необходимо учитывать следующие основные факторы [8, 9]:

- достоверность гидрологического прогноза;

- характер гидрографа расчетного наводнения;

степень влияния на максимальный расчетный паводок (либо наводнение) водохранилища гидроузла и других водохранилищ, расположенных выше по течению реки;

- возможность прорыва вышерасположенной плотины (плотин);

- тип водосбросного сооружения, его пропускную способность и т. п.;

- наличие или отсутствие затворов в рабочем состоянии;

сопротивляемость кавитационной и обычной эрозии, размывам и другим деформациям (в том числе и заилению);

ошибки при эксплуатации сооружений и оборудования, несвоевременные ремонты и т. п.

Порядок динамического анализа конструкций водосбросных сооружений в рамках расчета на надежность может быть следующей [8, 9]:

определение вероятностных характеристик (математических ожиданий, стандартов) гидродинамических нагрузок (активных, реактивных) при заданных режимах эксплуатации сооружения;

- определение динамических характеристик конструкций (форм колебаний, собственных частот, передаточных функций);

- решение соответствующих задач стохастической динамики и определение характеристик динамических реакций;

- выбор критериев отказа и оценка надежности сооружения, его элементов и конструкции как вероятности ненаступления предельных состояний и режимов;

- оценка надежности каналов по пропускной способности;

- вероятностная оценка устойчивости русла канала по условиям неразмываемости и незаиляемости;

оценка надежности канала по совокупности условий работоспособности (по пропускной способности, на неразмываемость и незаиляемость);

- оценка надежности канала как системы, состоящей из ряда взаимосвязанных элементов (характерных участков, откосов и т. п.).

При решении частных задач надежности (по пропускной способности, неразмываемости, незаиляемости) обычно рандомизируют известные гидравлические формулы и зависимости и, используя разложения в ряды Тейлора, определяют вероятностные характеристики расчетных величин (расходов, скоростей).

Несмотря на то, что методы теории вероятностей и теории надежности при расчетах строительных конструкций зданий ГЭС, ГАЭС и насосных станций (НС), а также устанавливаемого на них гидросилового, гидромеханического, электротехнического и др. оборудования применялись еще мало, теоретическая база для их использования на практике уже создана.

При расчетах массивных монолитных бетонных и железобетонных конструкций ГЭС, ГАЭС и НС можно применять различные методы, аналогичные тем, которые разрабатываются для бетонных плотин, зданий АЭС и т. п.; различного оборудования - те или иные статистические модели.

Среди основных трудностей, возникающих при этом, следует выделить:

- необходимость комплексного подхода к оценке надежности объекта как системы «основание-сооружение-оборудование»;

и «_» /

- сложности вероятностного описания нагрузок и воздействии (в частности, динамических), как природных, так и от оборудования, работающих водосбросов и т. д.;

- выбор моделей отказа элементов сооружений, конструкций, оборудования и объекта в целом.

Динамические давления, возникающие в основании и сооружениях ГЭС, ГАЭС и НС от вращения гидроагрегатов, гашения воды в нижнем бьефе и т. п., могут носить весьма сложный характер. В «первом приближении, агрегатные блоки можно рассматривать как системы линейно-упругих консервативных осцилляторов, а основание - как однородную изотропную полупло ско сть.

Собственная частота колебаний осциллятора может быть определена из экспериментальных исследований агрегатных блоков на упругих моделях. Далее, при решении задачи надежности можно использовать процедуру для среднего числа выбросов случайного процесса за заданный уровень качества.

Проблема оценки надежности и долговечности оборудования станции -одна из основных для обеспечения надежности ГЭС, ГАЭС и НС.

Наиболее просто приближенные оценки надежности оборудования при сейсмических воздействиях могут быть получены в рамках квазистатического расчета, с использованием поэтажных спектров ответа. Задача решается в следующем порядке [8, 9]:

- определение на основе имеющейся информации вероятностных характеристик параметров воздействия, основания и оборудования;

- построение поэтажных спектров ответа с учетом вариации параметров расчетной модели и определение вероятностных характеристик инерционных нагрузок;

- статический расчет оборудования (и опорных конструкций) на случайную квазистатическую нагрузку и определение усилий по каждой собственной форме;

-определение вероятностных характеристик расчетных усилий и оценка надежности оборудования при заданном сочетании воздействий и принятой модели отказа.

Таким образом, на основании изложенного, можно сформулировать следующие общие выводы:

1. В связи с широким распространением гидротехнического строительства вопросам оценки надежности гидросооружений во всех странах уделяется большое внимание.

2. Значительный объем работы по сбору данных и анализу причин аварий и повреждений гидросооружений выполняется в разных странах, в том числе и в рамках Международной комиссии по большим плотинам.

3. В настоящее время методы оценки прочности и надежности гидротехнических сооружений, оснований, строительных конструкций и оборудования базируются в основном на традиционных детерминистических представлениях. При этом, случайные и неопределенные факторы учитываются соответствующей системой коэффициентов (известная методология предельных состояний).

4. Развитие численных методов расчета и рост возможностей ЭВМ позволяет использовать для расчетов гидротехнических сооружений и их оснований весьма сложные расчетные схемы, однако недостаточная исходная информация о параметрах нагрузок и воздействий, показателях свойств материалов и грунтов и т. д. зачастую снижает практическую ценность результатов трудоемких расчетов.

5. Работа ГТС связана с большим числом неопределенных и случайных факторов, что определяет целесообразность развития вероятностных методов расчета; в этом направлении в настоящее время достигнут определенный прогресс, однако многие вопросы требуют дальнейших исследований.

6. При решении частных задач надежности ГТС и их оснований используются различные методы и подходы: метод линеаризации, метод прямого статистического моделирования (метод Монте-Карло), аппарат теории выбросов, накопления повреждений, метод распознавания образов, различные комбинированные способы; расчетные параметры моделируются случайными величинами и процессами.

7. Переход от упрощенных методов расчета к более точным возможен по мере накопления соответствующей информации о вероятностных характеристиках нагрузок и воздействий, свойств материалов и грунтов, параметров сооружений, работоспособности отдельных элементов и оборудования, показателей состояния окружающей среды и т.п.

8. При расчетах надежности ГТС с учетом сейсмического фактора в разной мере используются подходы и методы квазистатической (линейно-спектральной), динамической и вероятностной теорий сейсмостойкости.

9. Важнейшим направлением дальнейших исследований по оценке надежности и безопасности ГТС, их конструкций, оснований, оборудования, а также комплексов гидросооружений (гидроузлов), в том числе как сложных природно-технических систем, следует считать анализ в рамках системного подхода.

1.2. Используемые основные понятия теории надежности

сооружений

Анализ надежности и безопасности является одним из основных этапов проектирования. В нормативных документах, а также в гидротехнической

литературе, расчеты на надежность все еще не имеют единого общепринятого содержания и часто понимаются как детерминированные расчеты прочности и устойчивости сооружений, оснований и их элементов по предельным состояниям первой и второй группы.

С позиции современной теории надежности сложных технических систем основой надежности гидротехнических сооружений является система прогнозирования. Прогнозирование объектов может осуществляться экстраполяцией поведения существующих объектов; методами экспертных оценок; методами моделирования.

Детерминистические модели - это наиболее распространенные расчетные модели самых разнообразных объектов и процессов. Данные модели составляют основу традиционных методов расчета, в которых случайные и неопределенные факторы учитываются при помощи системы нормативных коэффициентов (запаса, надежности, безопасности, условий работы и т.п.).

Вероятностные модели ограничиваются указанием некоторого распределения и множеством всевозможных решений. Такие методы являются основой современной теории надежности сооружений, конструкций, сложных систем и т.п. Такие модели строятся рандомизацией детерминистических моделей.

Теория надежности развита применительно к любым техническим объектам - изделиям, сооружениям и системам, рассматриваемым с точки зрения надежности на этапах проектирования, строительства (изготовления) и эксплуатации [8, 9, 10, 11, 23, 25, 28, 39, 48, 51, 52, 56, 66, 70, 72, 75, 88, 89, 97, 99, 102]. На основании проведенного обзора указанной выше научной литературы выделим наиболее важные понятия, которые и будем использовать в настоящей диссертационной работе.

Надежность определяют как свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях эксплуатации. Это определение включает в себя как частный

случай параметрического определения понятия надежности, согласно которому надежность есть свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации.

В отечественной практике принято трактовать надежность как комплексное свойство, которое зависит от назначения объекта и условий его эксплуатации, может включать безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность или определение сочетаний этих свойств. Под безотказностью понимают свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Долговечностью называют свойство объекта длительно сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния. Здание или сооружение в предельном состоянии недопустимо использовать для дальнейшей эксплуатации (например, по последствиям возможной аварии) или нецелесообразно (например, по экологическим соображениям). Сохраняемость - это способность сохранения значений показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение срока хранения (консервации), а ремонтопригодность - приспособленность к восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Надежность, как свойство, закладывается на стадии проекта, обеспечивается при строительстве (изготовлении) и поддерживается в процессе эксплуатации сооружения. Обычно, надежность, определяемую на стадии проекта, называют проектной надежностью; на стадии эксплуатации -эксплуатационной надежностью.

Эксплуатационная надежность тесно связана с технической диагностикой, натурными и контрольными наблюдениями за состоянием сооружения, технического обслуживания, ремонта и т.п.

Безопасность объектов в значительной мере зависит от надежности, но не всегда полностью ею определяется. Под безопасностью обычно понимается надежность объекта по отношению к жизни и здоровью людей, состоянию окружающей среды.

Теория надежности тесно связана с теорией риска. Риск - это количественное выражение социальной, экологической и экономической ответственности объекта.

Центральным понятием теории надежности является понятие отказа. Отказом называют событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта - состояния, при котором он удовлетворяет эксплуатационным требованиям, выполнение которых обеспечивает нормальное использование объекта по назначению.

Отказ может быть полным, если в результате отказа наступает предельное состояние объекта. Отказ может быть частичным, если в результате отказа наступает неработоспособное состояние объекта, т.е. такое состояние, при котором значения хотя бы одного параметра, характеризирующего способность выполнять объектом заданные функции, не соответствуют эксплуатационным требованиям.

В частности, в случае основания сооружения, отказом следует считать переход основания в предельное состояние по прочности грунта, потерю им несущей способности. Это выражается в образовании в основании призмы выпора (обрушения) с развитием деформаций сооружения (осадок, кренов, смещений и т.п.), прекращающих его дальнейшую эксплуатацию.

В случае развития больших деформаций основания рассматриваемое сооружение получает деформации, затрудняющие его эксплуатацию (например, прекращение работы лифтов в здании и т.п.), но разрушения не происходит. В этом случае можно говорить о частичном отказе.

Кроме понятия отказа существует понятие повреждения, между которыми следует проводить четкое разграничение. Под повреждением понимают событие, которое заключается в нарушении исправного состояния

объекта, т.е. такого состояния, при котором он не отвечает всем нормативно-техническим требованиям (эксплуатационным и эстетическим); при этом работоспособное состояние сохраняется. Если объект находится в состоянии, при котором он не соответствует хотя бы одному из нормативно-технических требований, то такое состояние называется неисправным.

В процессе эксплуатации объект переходит из одного состояния в другое, например, из исправного состояния в неисправное, но работоспособное, или в неисправное и неработоспособное, или в предельное и т.п.

Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта. Показатели надежности обычно вводят как вероятностные характеристики. При этом, статистическая интерпретация вероятности события, принятая в статистической теории надежности серийных изделий и объектов, получившей широкое применение в ракетостроении, радиоэлектроники, вычислительной техники и т.д. заменяется для уникальных и малосерийных объектов понятием индивидуальной вероятности.

Вероятность безотказной работы объекта системы, т.е. вероятность того, что на заданном отрезке времени отказ не возникает, служит одним из основных показателей надежности. Часто удобнее использовать не вероятность безотказной работы, а вероятность отказа сооружения, системы (основания), это особенно применительно к отказам или совокупностям отказов, последствия которых представляют опасность для людей, окружающей среды, а также связаны с серьезным материальным ущербом, т.е. по отношению к авариям. Вероятность аварий в течение эксплуатации должна быть весьма малой величиной.

1.3. Методы оценки надежности сооружений

Первыми работами по теории надежности можно считать труды М. Майера (1926) и И.Ф. Хоциалова (1929). Во время работы на строительстве Нижне-Свирского гидроузла Н.Ф. Хоциалов обратил внимание на некоторый неизбежный разброс кубиковой прочности бетона, укладываемого в тело плотины. Считая максимальную нагрузку от гидростатического давления на плотину детерминированной величиной, прочность бетона -подчиняющуюся нормальному закону распределения вероятностей, он вывел формулу для необходимого запаса прочности, гарантировавшего

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Шакарна Салех

4.6. Выводы по главе 4

1. На основе разработанной методики и алгоритма расчета выполнена оценка надежности конкретного гидротехнического сооружения, расположенного в сейсмических условиях - гидроузла Тилездит (Алжир). Гидроузел включает земляную плотину с суглинистым ядром и основные железобетонные гидротехнические сооружения, в том числе, водозаборная башня высотой 70 м., и предназначен для регулирования стока реки Эддус, водоснабжения города Буира и ирригации прилегающих районов.

2. Расчет произведен на основе системного подхода. Оценка надежности выполнена для системы: основание - грунтовый откос -водозаборная башня. Рассмотрено три расчетных варианта определения коэффициента устойчивости системы (0-1), (0-2) и (О-З). При этом, для наиболее распространенного варианта (0-2), предусматривающего круглоцилиндрические поверхности сдвига, рассмотрены четыре метода расчета: метод Можевитинова, метод Крея, метод ВНИИГ - Терцаги и метод Терцаги.

3. Обоснован уровень максимального расчетного землетрясения для расчетов сейсмостойкости и надежности системы с учетом влияния землетрясений с различным периодом повторяемости на сейсмические нагрузки, который оценивается коэффициентом влияния W. Для расчетов сейсмических нагрузок на сооружение по горизонтальному ускорению были учтены значения максимальных ускорений грунта при различных периодах повторяемости землетрясений: 100, 500, 1000 и 10000 лет.

4. Результаты расчетов показали следующее: для оценки устойчивости и надежности системы: основание -грунтовый откос - водозаборная башня следует учитывать землетрясения с периодом повторяемости 100, 500 и 1000 лет; минимальные коэффициенты устойчивости системы для случаев землетрясений с периодом повторяемости 100, 500 и 1000 лет превышают допустимый (кдоп = 1,125), т.е. система при таких воздействиях является устойчивой; вероятности нарушения устойчивости системы при землетрясении за весь срок службы меньше нормативной вероятности отказа для сооружений I класса (5-10"5 1/год), т.е. надежность системы: основание -грунтовая плотина - водозаборная башня плотины Телездит можно считать обеспеченной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований, можно сделать следующие основные выводы:

1. Выполнен анализ используемых современных методов и параметров оценки надежности гидротехнических сооружений, применяемых математических моделей, описывающих процессы, происходящие в сложных системах, учитывающих статические и динамические воздействия, а также рассмотрены проблемы учета сейсмических условий в расчетах надежности гидротехнических сооружений. На основании анализа показано, что при проектировании грунтовых гидротехнических сооружений, возводимых на нескальных основаниях, необходимо учитывать большое число неопределенных и случайных факторов, что определяет целесообразность развития вероятностных методов расчета их надежности.

2. Выполнено обобщение статистических данных о происшедших в мире авариях и повреждениях гидротехнических сооружений и их конструктивных элементов, который показал, что среди плотин из грунтовых материалов наибольшее количество различного рода нарушений при их эксплуатации наблюдалось на каменно-земляных плотинах (17%) и каменно-набросных плотинах (10,9%). Показано, что наибольшую опасность для плотин представляют землетрясения. В связи с сейсмическим фактором число аварий на плотинах достигает нескольких сотен. Указано на важность учета сейсмических воздействий в расчетах надежности грунтовых плотин, а для количественной оценки живучести плотин рекомендовано использование статистического коэффициента живучести плотины против прорыва напорного фронта. Поскольку этот коэффициент для грунтовых плотин (0,94) меньше, чем для бетонных (0,96), отмечена важность совершенствования методов расчета надежности грунтовых плотин.

3. Показана целесообразность проведения оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений как сложных систем. При оценке необходимо учитывать системный подход «основание - грунтовый откос -сооружение», статистическую оценку возможных аварий и повреждений, вероятностные данные о прочности материалов сооружений, о прочностных и деформационных характеристиках грунтов оснований, о действующих нагрузках, в том числе, сейсмических, обусловленных местными условиями, а также приемлемый уровень риска и надежности объекта. Расчет надежности рекомендовано производить в форме последовательных этапов -от простых элементов к более сложным.

4. Предложена схема построения математической модели оценки надежности грунтового гидротехнического сооружения на нескальном основании с учетом вероятностных подходов. Выявлены особенности вероятностного моделирования нагрузок и воздействий на откос грунтовой плотины. Показано, что выбор вероятностной модели загружения откоса должен основываться на вероятностной интерпретации действующих нагрузок и воздействий, а также должен учитывать повторяемость численных характеристик и вероятность сочетаний различных нагрузок. Рекомендованы для использования описания вероятностей сочетания для повторяющихся независимых нагрузок, а также вероятность сочетания для зависимых нагрузок.

5. Разработана методика и алгоритм вероятностной оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений на нескальных основаниях как сложных систем с учетом статических и динамических воздействий, стохастического (случайного) характера свойств грунтов основания и внешних нагрузок, учитывающие сложные сейсмические условия. Методика предполагает использование условных и безусловных вероятностей нарушения устойчивости грунтовых гидротехнических сооружений, а также сопоставление соответствующих вероятностей нарушения устойчивости откоса грунтовых плотин по учитываемым факторам и их сочетаниям и выявление среди них наиболее важных, определяющих надежность сооружений.

6. На основе разработанной методики выполнена постановка вероятностных задач расчета надежности гидротехнических сооружений при динамических воздействиях, что позволяет выполнять вероятностные расчеты надежности гидротехнических сооружений в сложных сейсмических условиях. В качестве примера рассмотрена надежность однородного грунтового откоса, нагруженного вертикальными активными силами. Надежность оценена по величине вероятности обрушения откоса, которая была определена как вероятность явления, когда значение коэффициента устойчивости откоса окажется меньше единицы. Наименьшая вероятность нарушения устойчивости соответствовала методам - «Како» и «а = 0». Для практического применения рекомендован последний метод.

7. Приведены результаты и выполнен анализ практического применения разработанной методики и алгоритма. В частности, на основе разработок, выполнены вероятностные расчеты оценки надежности конкретных гидротехнических сооружений на нескальных основаниях, расположенных в сейсмически активных районах - откоса грунтовой плотины и системы «основание - грунтовый откос - сооружение» с водозаборной башней гидроузла Тилездит (Алжир). Получено, что:

- для грунтовой плотины при рассмотрении четырех расчетных режимов фильтрации при намыве тела плотины и двух режимов при консервации плотины годовая вероятность отказа составила 4,83-10"4 1/год и 3,23-10"4 1/год (соответственно для разных методов);

- для системы «основание - грунтовый откос - сооружение» с водозаборной башней при рассмотрении трех расчетных вариантов наибольшая вероятность нарушения устойчивости при землетрясении за весь срок службы составила 3,6-10"5 1/год.

Полученные значения оказались меньше нормативных допустимых значений объектов соответствующего класса (10"3 1/год и 1/год), что подтвердило надежность рассмотренных гидротехнических сооружений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шакарна Салех, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Авиром Л.С. Надежность конструкция сборных здания и сооружений. - М.: Стройиздат, 1971, 240 с.

2. Айрапетян P.A. Проектирование каменно-набросных и каменно-земляных плотин. - М. Энергия. 1968.

3. Актуальные проблемы обеспечения сейсмобезопасности территорий. - 2005. № 5.

4. Бальзанников М.И., Осипов C.B., Рыжов В.А. и др. Пути повышения эффективности и надежности гравитационных плотин из малоцементного бетона // Гидротехническое строительство. - 2001. - № 12. - С. 2-7.

5. Бальзанников М.И., Елистратов В.В. Возобновляемые источники энергии. Аспекты комплексного использования - Самара: Изд-во ООО «Офорт», 2008.-331 с.

6. Бальзанников М.И., Селиверстов В.А. Особенности выбора основных параметров конструкции водовыпускного сооружения секционного типа крупной насосной станции. - Промышленное и гражданское строительство. - 2010. - № 8. - С. 17-19.

7. Беллендир E.H., Глаговский В.Б., Готлиф A.A., Прокопович B.C. Математическое моделирование грунтовых сооружений и оснований // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. - 1996. Т. 231. С. 272-286.

8. Беллендир E.H., Ивашинцов Д.А., и др. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений (том 1). - СПб.: изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева». - 2003, 553 с.

9. Беллендир E.H., Ивашинцов Д.А., и др. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений (том 2). - СПб.: изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева». - 2003, 553 с.

10. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. - СПб. Наука. - 1998,255 с.

11. Бирбраер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

12. Биргер И.А. Техническая диагностика. - М.: Машиностроение, 1978.

13. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Об эффективных коэффициентах трения при вибрациях // Известия АН СССР, ОТН. - 1958. № 7. с. 98-101.

14. Бобков С.Ф, Боярский В.М. и др. Основные факторы учета пропускной способности гидроузлов при декларировании их безопасности.

15. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. - М.: Стройиздат, 1982.

16. Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. - М.: Стройиздат, 1971.

17. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. - М.: Машиностроение,

1990.

18. Борзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Организация обслуживания при ограниченной информации о надежности системы. - М.: Наука, 1975.

19. Бородавченко И.И. Мелиорация и водное хозяйство. Справочник. -М.: Агропромиздат, 1988.

20. Большая советская энциклопедия. Том 6. - М. 1971.

21. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1968.

22. Бэр Я., Заславски Д., Ирмеш С. Физико-математические основы фильтрации воды. - М.: Мир, 1971.

23. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969.

24. Волков Л.И., Шишкевич А.М. Надежность летательных аппаратов. -М.: Высшая школа, 1975.

25. Вопросы надежности железобетонных конструкций. Под общей редакцией A.C. Лычева. - Куйбышев: 1972, 90 с.

26. Вялов С.С., Кроник Я.А., Гаврилов А.Н. и др. Механические свойства льдокаменных материалов // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Ледотермические проблемы в северном гидротехническом

строительстве и вопросы проведения навигации. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. С. 136-139.

27. Вялов С.С., Кроник Я.А., Гаврилов А.Н. и др. Прочностные свойства насыпных крупнообломочных грунтов при льдообразовании в них // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Инженерное мерзлотоведение в гидротехнике. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. С. 64-69.

28. Газиев Э.Г., Речицкий В.И. Вероятностная оценка надежности скальных массивов. - М.: Стройиздат, 1985.

29. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. - М.: Наука, 1965.

30. Горелышев П.И. Лабораторные исследования динамической устойчивости структуры гравийно-галечниковых грунтов плотины Иркутской ГЭС // Тр. Координационных совещаний по гидротехнике. - Л.: Энергия, 1977. В. 116. С. 208-211.

31. Горелышев П.И., Ескин Ю.М., Смильтнек А.И., Эйслер Л.А. Методика оценки динамической устойчивости структуры грунтов оснований и земляных сооружений // Тр. Координационных совещаний по гидротехнике. - Л.: Энергия, 1977. В. 116. С. 211-214.

32. ГОСТ 20522-96 «Метод статистической обработки результатов испытаний». МНТКС.М., 1996.- 24с.

33. Григорян С.С. Об основных представлениях динамики грунтов // ПММ. - 1960. Т. XXIV. Вып. 6. С. 1057-1072.

34. Гусаков A.A., Гинзбург A.B., Веремеенко С.А., Монферд Ю.Б., Прыкин Б.В., Яровенко С.М. Организационно-технологическая надежность строительства. - М.: SvR-Аргус, 1994- 472 с.

35. Динамика сплошных сред в расчетах гидротехнических сооружений. / Под ред. В.М. Лятхера, Ю.С. Яковлева. - М.: Энергия, 1976.

36. Дмитриев В.В. Оптимизация лабораторных инженерно-геологических исследований. - М.: Недра. 1989.

37. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. - М.: Наука,

1975.

38. Ермолаев H.H., Михеев В.В. Надежность оснований сооружений. -Л., Стройиздат, Ленингр. отд-ие, 1976-152 с.

39. Ермолаев H.H., Крылов H.A., Шарашкин E.H. и др. Надежность железобетонных конструкций. Материалы к международному симпозиуму по проблемам взаимосвязи проектирования (Оргтехстрой). - Л., 1966.

40. Ершов Э.Д. Физико-химия и механика мерзлых пород. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1986.

41. Ескин Ю.М., Красников Н.Д., Эйслер Л. А. Расчет сейсмонапряженного состояния и деформаций земляных плотин с учетом упруго-пластических свойств грунтов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева.

- 1977. Т. 118. С. 24-34.

42. Залесский Ф.В., Залесский В.Ф. Определение изменчивости различных воздействий, влияющих на гидротехнические сооружения // Гидротехническое строительство. - 1991. № 10. С. 14-16.

43. Иванов П.Л. Разжижение песчаных грунтов. - Л., 1962.

44. Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. М.: Высшая школа, 1991.- 447 с.

45. Иванов П.Л. Рзжижение и уплотнение несвязных грунтов при динамических воздействиях - Л. Изд. ЛИИ, 1978.

46. Иванов П.Л. Уплотнение малосвязных грунтов взрывами. - М.,

1983.

47. Иващенко И.Н. Инженерная оценка надежности грунтовых плотин.

- М.: Энергоатомиздат, 1993.

48. Исследования по обоснованию надежности. - 1981 № 147.

49. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. - М.: Наука,

1964.

50. Комаров И.С. Накопление и обработка информации при инженерно-геологических исследованиях. - М.: Недра 1972.

51. Константинов И.А. Динамика гидротехнических сооружений. Учебное пособие. - JL: Ленинград, 1974. 198 с.

52. Корякин В.П. Исследования надежность железобетонных конструкций. Л.: Стройиздат, 1974. - 180 с.

53. Костюков В.Д. Надежность морских причалов и их реконструкция. - М.: Транспорт. 1987.

54. Красильников H.A. Практика разработки критериев безопасного состояния земляной плотины по устойчивости откосов // Гидротехническое строительство. 1993. № 12. С. 43-47.

55. Красильников H.A. Современные методы оценки надежности и устойчивости грунтовых плотин в период строительства и эксплуатации. -М.: Информэнерго, 1982.

56. Кудзис A.B. Оценка надежности железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1985. - 211 с.

57. Ломбарде В.Н., Олимпиев Д.Н. Расчет плотины из грунтовых материалов на сейсмические воздействия с учетом упруго-пластического деформирования / В кн.: Совершенствование методов расчета и проектирования гидротехнических сооружений, возводимых в сейсмических районах». - Л.: Энергия, 1976. С. 36-64.

58. Лятхер В.М., Иващенко И.Н. Сейсмостойкость грунтовых плотин. -М.: Наука, 1986.

59. Лятхер В.М., Иващенко И.Н., Янчер В.Б. Оценка напряженно-деформированного состояния и критерии надежности грунтовых плотин при землетрясениях / В кн.: Методы исследований и расчетов сейсмостойкости гидротехнических и энергетических сооружений. - Л.: Энергоатомиздат, 1982. С. 69-72.

60. Малаханов В.В. Техническая диагностика грунтовых плотин. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

61. Межгосударственные строительные нормы. Гидротехнические сооружения. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. - МСН 3.04-101 2005.

62. Мирцхулава Ц.Е. О надежности крупных каналов. - М.: Колос,

1981.

63. Мирцхулава Ц.Е. Надежность систем осушения. - М.: Агропромиздат, 1985.

64. Мирцхулава Ц.Е. Основы физики и механики эрозии русел. - JL: Гидрометеоиздат, 1988.

65. Мишель А.Г., Шульман С.Г. Динамика многофазных грунтовых сред. - СПб: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1999.

66. Надежность и долговечность строительных конструкций. (Под ред. Пшеничника А.П.). - Волгоград 1974. - 240 с.

67. Надежность и контроль качества. - М.: Стройиздат. 1976. - 197с.

68. Надежность и эффективность в технике: Справочник/ Ред. совет: В.С.Авдуевский (преде.) и др. Т.9.: Техническая диагностика / Под общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. - М.: Машиностроение, 1987.

69. Надежность жилищно-гражданского строительства. - М.: Стройиздат. 1989. - 396 с

70. Научно-технические проблемы эксплуатационной надежности морских портовых сооружений: Сб. науч. тр. под ред. В.Д.Костюкова - М.: Транспорт 1988. 127с.

71. Некрасов В.В., Прилепа A.M. Математическая модель динамического деформирования мягких грунтов // Сейсмостойкое строительство. - 1998. № 6. С. 16-20.

72. НП.031-01 «Нормы проектирование сейсмостойких АЭС».

73. Огарева Н.П. Вопросы повышения надежности и оптимизаций строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1981. - 180 с.

74. Пепоян В.С. Исследование устойчивости откосов грунтовых плотин методом Монте-Карло // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. - 1987. Т. 202. С. 35-38.

75. Прочность и надежность строительных конструкций. М.: Стройиздат. - 1977, 361с.

76. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям / под ред. В.М. Келдыша. - М.: Госстройиздат, 1951.

77. Рекомендации по определению устойчивости структуры и

уплотняемости несвязных грунтов при динамических деформациях —__гг йт 7/; / тэитлтлг _ и- Т/Готт_ол тзнтлт/гг тдлт т: Тч

идпии^пш и ^Жа1ид. и / ии/тх . - л.. ии и «ш. ".и.

Веденеева, 1978.

78. Рекомендации по оценке устойчивости гидротехнических сооружений из грунтовых материалов при сейсмовзрывных и эксплуатационных динамических воздействиях. П 29-86 / ВНИИГ. - Л.: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1986.

79. Речицкий В.И. Оценка влияния исходной информации о свойствах грунтов на достоверность рассчетов устойчивости откосов и сооружений // Гидротехническое строительство. - 1993. № 3. С. 35-40.

80. Ржаницын А.Р. Определение характеристик безопасности и коэффициента запаса из экономических соображений.- В кн.: Вопросы теории пластичности и прочности строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1978.

81. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. - М.: Стройиздат. 1978. - 129 с.

82. Розонов Н.С., Горелик Л.В., Матрошилина Т.В., Чугаева Г.А., Шойхет Б. А. Расчет устойчивости откосов методом Монте-Карло.-Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Оценка и обеспечение надежности гидротехнических сооружений. - Л: Энергоиздат, 1983.

83. Ройтман А.Г. Деформации и повреждения зданий - М.: Стройиздат, 1986, 158 с.

84. Рубинштейн Л.И. К вопросу о распределении тепла в гетерогенных средах // Изв. АН СССР. Сер. География и геофизика. - 1948. Т. 12. № 1. С. 557-560.

85. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. -М.: Наука, 1968.

86. Седых Ю.Н. Лозебник В.М. Организационно-технологическая надежность жилищно-гражданского строительства. - М.: Стройиздат. 1989 -396 с.

87. Сендеров Б.В. Аварии жилых зданий. - М.: Стройиздат, 1991. 216 с.

88. Сейсмостойкое строительство безопасность сооружений. - 2005. №

4.

89. Сейсмометрический мониторинг и инженерно-сейсмометрическая служба. - 2005 № 6.

90. Смильтнек А.И., Эйслер Л.А. К расчету избыточных давлений в поровой воде на основе данных испытаний водонасыщенных грунтов при динамических нагрузках // Тр. Координационных совещаний по гидротехнике. - Л.: Энергия, 1973. Вып. 87. С. 22-29.

91. СНиП.33-01-2003 Гидротехнические сооружения. - СПб.: «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеев» 2004, 48 с.

92. СНиП.2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений/ Госстрой СССР - М.: Стройиздат 1985, 40 с.

93. СНиП.П-7-81*. Строительство в сейсмических районах.

94. Стефанишин Д.В. Прогнозирование аварийности проектируемых и строящихся плотин на основе результатов статистического анализа произошедших аварий// Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. - 2008. Т.251. С.3-9.

95. Судаков В.В. Контроль качество и надежности железобетонных конструкций. - М.: Стройиздат, 1980, 150 с.

96. Тахиров И.Г. Аварии зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах в сейсмических условиях Таджикистана: Обзор, информ. - Душанбе, 1989, 61 с.

97. Тимашевым С.П. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций. - Свердловск, 1974.

98. Тихонов В.И. Выбросы случайных процессов. - М.: Наука, 1970.

99. Финагенов О.М., Шульман С.Г., Лучина В.К. Оценка надежности дамбы хвостохранилища при землетрясении// Гидротехническое строительство. - 1999. № 3. С.34-37.

100. Флорина О.И. Использование метода статистических испытаний для расчетов консолидации оттаивающего грунтового слоя. / Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. - 1999, т. 234. С. 51-56.

101. Флорина О.И. Вероятностные задачи консолидации грунтовых оснований.- Дисс. на соиск. учен. степ, кандидата техн. наук.- СПб, 1992.

102. Фомин В.Н. Нормирование показателей надежности. - М.: Издательство стандартов, 1986; с. 140.

103. Хоциалов Н.Ф. Запасы прочности. // Строительная промышленность. - 1929, № 10.

104. Цытович H.A. Механика мерзлых грунтов. - М.: Высшая школа,

1973.

105. Чарный И.А. Нагревание призабойной зоны при закачке жидкости в скважину // Нефт. хоз-во. - 1953. № 3. С. 29-32.

106. Школа A.B. Устойчивость оснований портовых сооружений при статистической неопределенности параметров. - М.: В/о «Мортехинформреклама», 1989.

107. Эйнхофф П. Основы идентификации систем управления. - М.: Мир, 1975.

108. Эйслер Л.А. Оценка избыточных давлений в поровой воде земляных оснований и плотин при сейсмических воздействиях // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. - 1976. Т. 111. С. 36-44.

109. Benjamin I.R., Cornell C.A. Probability, statistics and decision for civil enginers. - New York. 1970.

110. Di Maggion E.L., Sandler J.S. Material model for granular soils // J. of the Engineerings Mechanics Div. ASCE - 1971. Vol. 97. EM 3. P. 935- 950.

111. Gorelyshev P.I., Smiltnek A.I., Eisler L.A. Calculation of excess pore water pressures in saturated soils under dynamic effect //Proc. VIII JCSMFE. -Moscow, 1973. Vol. 4.3. P. 438.

112. Hardin B.O., Drenevich V.P. Shear Modulus and Damping in Soils: Design Equations and Curves // J. of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE. - 1972. Vol. 98. SM 7. P. 667-692.

113. Hardin B.O., Drenevich V.P. Shear Modulus and Damping in Soils: Measurements and Parameter Effects // J. of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE. - 1972. Vol. 98. SM 6. P. 601-624.

114. ICOLD. Dam failures - statistical analysis. Bull. No. 99. - Paris. 1995.

115. ICOLD. Rehabilitation of dams and appurtenant works - State of the art and case histories. Bulletin 119. Appendix 1. Classification of reportedfailures. -Paris, 2001.

116. Joseph E. Bowles. Foundation Analysis and Design. - USA, 1982.

117. Leslie T. Youd. Compaction of sands by repeated shear straining // Proc. ASCE Paper 9063. - 1972. Vol. 98. SM 7. P. 709-725.

118. Li G.C., Desai C.S. Stress and seepage analysis in earth dams // J. of Geotecn. Eng. - 1983. Vol. 109. P. 946-960.

119. Pyke R. Nonlinear soil models for irregular cyclic loadings // Proc. ASCE, J. of the Geotechn. Engng. - 1979. Vol. 105. GT 6. P. 715-726.

120. Rethati L. Probabilistic solutions in geotechnics. - Budapest: Acad. Kiado, 1988.

121. Schutze E. et all. The probabilistic approach to soil mechanics design // Proc. of the 9th Int. Conf. Soil Mech. & Found. Engng. Tokyo. - 1977. Vol. 3. P. 501-511.

122. Silveira A.F. Some considerations on the durability of dams// Int. Water

Power & Dam Construction. - 1990. Vol. 42. No. 2. P. 20-27.

123. Stallman R.W. Computation of groundwater velocity from temperature data // U.S. Geol. - Survey Water Supply Pap. - 1963. 1544-H. P. 36-46.

124. Vanmarke E.H. Probabilistic stability analysis of earth slopes // Engng. Geol. - 1980. Vol. 16. 1/2. P. 29-50.