Совершенствование методов оценки эксплуатационной надежности низконапорных грунтовых плотин

• Автор: Андреев, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Состояние исследуемого вопроса

ЕЕ Анализ состояния низконапорных грунтовых плотин

1.2. Анализ существующих методов оценки надежности сооружений

Е2.Е Основные понятия и развитие теории надежности

1.2.2.Методы оценки надёжности сооружений

Выводы по главе

Глава 2. Разработка математической модели и метода оценки

эксплуатационной надёжности низконапорных грунтовых плотин

2.1. Подходы к математическому обоснованию оценки эксплуатационной надежности
2.2. Система характеристик и свойств грунтов
2.3. Разработка математической модели и метода расчёта эксплуатационной надёжности низконапорных грунтовых плотин (Е1ГП) '
2.3.1. Расчетный алгоритм оценки надежности на основе регрессионной модели
2.4. Рекомендации по проведению наблюдений за плотинами, попадающих в группу риска на основании экспертного заключения
2.4.1. Разработка мероприятий по оповещению населённых пунктов и хозяйств, расположенных в зоне затопления и планирование заблаговременных мероприятий по предотвращению ЧС
Выводы по главе
Глава 3. Разработка методов оперативного определения строительных показателей грунтов, уложенных в тело плотины
3.1. Методологическое обоснование оперативного определения строительных показателей грунтов
3.2. Метод оперативного определения показателей стандартного уплотнения глинистого грунта
3.3. Метод оперативного определения показателей прочности глинистого

грунта
3.4. Метод оперативного определения показателя водопроницаемости

уплотненного глинистого грунта
Выводы по главе
Глава 4. Экономическая эффективность внедрения научно-технической разработки
4.1. Выбор метода с назначением качественных критериев
4.2. Точность определения параметров
4.3. Финансовые затраты

4.4. Время, необходимое для проведения исследований
4.5. Потребность в оборудовании
4.6. Многокритериальная задача оптимизации
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ ПО
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Конец прошлого и начало нынешнего столетий охарактеризовались опасным ростом количества и масштабов различных аварий и катастроф, неблагоприятным проявлением стихийных природных процессов, увеличением риска повреждений и разрушений экологически опасных сооружений. Все эти события провоцируют возникновение чрезвычайных ситуаций, приводят к постоянному увеличению пострадавших и росту прямых и косвенных ущербов [79].
В настоящее время в России по данным Министерства природных ресурсов зарегистрировано около 30 тыс. водоподпорных гидротехнических сооружений (ГТС). Из них более 80 % составляют грунтовые плотины. В государственной собственности находится 7500 сооружений, из которых более 800 сооружений - плотины водохранилищных гидроузлов, 1875 -накопители жидких отходов. Из общего числа гидротехнических сооружений, поднадзорных Росприроднадзору и Ростехнадзору, продекларированы и включены в Российский регистр ГТС около 8 тыс. сооружений. Срок эксплуатации большинства ГТС составляет от 20 до 50 лет, а сооружений мелиоративного назначения - 40 лет; средний процент износа водоподпорных ГТС составляет 50 %, а их аварийность превысила среднемировой показатель в 2,5 раза; ежегодно на них происходит до 60 аварий, ущерб от которых доходит до 10 млрд. руб. [64;79].
Низконапорные грунтовые плотины (НГП) представляют собой наиболее распространенный класс сооружений, однако в силу разных причин этим плотинам не уделяется достаточного внимания в плане обеспечения и поддержания эксплуатационной безопасности. Вероятность их разрушения выросла в период перестройки экономики, ликвидации некоторых органов управления водным хозяйством и, как следствие, с отсутствием «собственника» у некоторых объектов. Кроме того безопасность НГП снизилась в связи с отсутствием у большинства из них проектной и исполнительной документации, а также данных за период эксплуатации, что
критериев безопасности сооружений ставили необходимость рассмотрения состояний, предшествующих разрушению строительных конструкций.
Как отмечает Болотин [8] период времени конца 60-х и в 70-е годы может быть охарактеризован резким повышением объема и уровня исследований в отношении надёжности безопасности строительных конструкция. Три тесно связанные идеи были положены в основу. Первая идея сводилась к отчетливому пониманию того факта, что внешние условия эксплуатации конструкции и её поведение в процессе эксплуатации суть случайные процессы. Поэтому правильное решение проблемы надежности и долговечности конструкции возможно лишь с привлечением теории случайных функций. Согласно второй идее, за основной показатель надежности принимается вероятность пребывания параметров системы в некоторой допустимой области, нарушение нормальной эксплуатации интерпретируется при этом как выход из этой области. Третья идея состоит в признании того, что выход конструкции из строя, как правило, является следствием постепенного накопления повреждений: остаточных
деформаций, износа и т.п. Эти повреждения, достигнув определенной величины, начинают препятствовать нормальной эксплуатации конструкции. Таким образом, свойственная ранним работам элементарная трактовка показателя надежности как вероятности выполнения некоторого неравенства, связывающего случайные величины, уступает место более углубленной и более адекватной трактовке на основе теории случайных функций.
В конце 70-х широко развернулись работы по обоснованию и совершенствованию нормативных расчетов с использованием понятий и методов теории надежности.
Примерно в это же время получили широкое распространение вопросы статистической динамики конструкций. При этом в [8] отмечается, что применение методов статистической динамики и теории надежности к решению задач строительной механики и проектированию конструкций