Изменения напряженно-деформированного состояния плотины Саяно-Шушенской ГЭС в условиях эксплуатации и оценка их методом конечных элементов

• Автор: Александров, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саяногорск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Анализ натурных данных о поведении плотины

1.1. Краткая характеристика плотины СаяноШушенской ГЭС

1.2. Вертикальные перемещения

1.2.1. Перемещения в приконтактном сечении плотины в годовом цикле изменения нагрузок

1.2.2. Влияние жесткости скального основания на вертикальные перемещения

1.3. Радиальные перемещения

1.4. Раскрытие межсекционных швов на низовой грани

1.5. Температурное поле плотины

1.5.1. Теоретическое решение задачи о квазистационарном температурном поле в полупространстве
1.5.2. Параметры внешней среды
1.5.3. Определение в плотине зон с различным температурным режимом
1.5.4. Температурное поле низовой грани плотины
1.6. Анализ показаний тензорозеток
1.7. Выводы по главе
Глава 2. Конечноэлементная модель и методика расчета напряженно деформированного состояния сооружения
2.1. Краткие сведения о методе конечных элементов
2.2. Основные положения и допущения, принятые при разработке модели
2.3. Построение сети конечных элементов
2.4. Гидростатическая нагрузка
2.5. Учет в модели температурных воздействий
2.6. Вспомогательное программное обеспечение
2.7. Выводы по главе
Глава 3. Параметрическая идентификация расчетной модели по данным натурных наблюдений
3.1. Проведение параметрической идентификации
3.2. Тестирование модели
3.2.1. Ряд состояний плотины в течение годов, использованных для тестирования
3.2.2. Сравнение расчетных и измеренных перемещений плотины
3.2.3. Сравнение расчетных и измеренных напряжений в теле плотины
3.3. Пути совершенствования модели
3.4. Выводы по главе 3
Глава 4. Примеры практического использования конечноэлементной модели
4.1. Разработка методики оценки последствий инъекционных работ
4.1.1. Моделирование заполнения трещин смолой
4.1.2. Анализ натурных данных, отражающих влияние ремонтных работ в теле плотины в году
4.1.3. Результаты расчетов
4.2. Расчет перемещений плотины при наполнении водохранилища в году
4.2.1. Характеристика периода наполнения водохранилища в
4.2.2. Результаты расчетов
4.2.3. Прогнозирование поведения плотины осенью юда
4.3. Выводы по главе 4
Заключение
Список использованной литературы


Б этом проявляется решающее преимущество использования детерминистической расчетной модели перед альтернативными статистическими, в большинстве своем - регрессионными моделями [ ,]. НДС сооружения с учетом всех возможных изменений в схеме работы сооружения. Имеются в виду изменения разной природы, как естественно развивающихся процессов, шк и процессов, имеющих техногенный характер. Уникальные параметры плотины СШГЭС, широкий диапазон изменения нагрузок в годовом цикле, приводящий к значительным, с высокой точностью фиксируемым перемещениям, насыщенность сооружения контрольно-измерительной аппаратурой и полноценный контроль ее состояния по всем видам наблюдений - все эти факторы в совокупности предопределяют возможность, а так же и научную ценность моделирования работы данного объекта. Саяно-Шушенской ГЭС. ОСНОВ! Ввиду невозможное! ИДС сооружения, произошедших при ремонтных работах в теле плотины в году (инъецирование разуплотненной зоны на отметках 0-9м со стороны напорной грани). Этот опыт был использован для предварительной оценки влияния инъекционных работ в береговых примыканиях. ЛГТС) расчетный анализ состояния плотины. Проведены расчеты НДС плотины в период наполнения водохранилища летом года для оперативной оценки ее состояния. Своевременно выявлена и определена величина дополнительных перемещений, отличающих состояние плотины в данный период от ее состояния в предыдущие годы. На основе полученных результатов был скорректирован режим эксплуатации Саяно-Шушенского гидроузла в целях повышения безопасности эксплуатации. Основные положения и результаты работы представлены в виде докладов на -ой и -ой научно-технических конференциях Новосибирскою ю-сударственного архитектурно-строительного университета (СИБСТРИН) (г. Новосибирск, г. На тему диссертации опубликовано 4 статьи, выпущено 2 технических отчета, посвященных анализу натурных данных. Расчетные исследования и материалы по разработке модели отражены в виде отдельных глав в 5 ежегодных отчетах ЛГ ГС. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, списка литературы ( наименований). В первой главе представлены результаты анализа натурных данных. Рассмотрены результаты измерений вертикальных и плановых перемещений плотины, измерений температуры в теле плотины, данные о напряжениях в бетоне, данные об изменениях состояния мсжсекционных швов по низовой грани плотины. Вторая глава посвящена разработке конечноэлеменгной сети, описанию используемых методических приемов для расчета НДС, разработке вспомогательного программного обеспечения. В третьей главе описаны расчеты, выполненные при идентификации модели, рассмотрены результаты тестирования модели на базе проведенных расчетов состояния плотины в течение годового цикла - гг. В четвертой главе приведены примеры практического использования модели. Диссертация содержит 8 страниц текста, рисунков, 5 таблиц. Работа была проведена с использованием данных натурных наблюдений, полученных в лаборатории ГТС "ОАО Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Ыепорожнего", сотрудникам которой автор выражает благодарность за их труд и содействие. Плотина Саяно-Шушенской ГЭС - одно из крупнейших современных гидротехнических сооружений. Это бетонная, арочно-гравитационная плотина с объемом бетона около 8,5 млн. Общий план ГТС Саяно-Шушенского гидроузла показан на рис. Конструктивно плотина разделена на секций, причем секции с по относятся к станционной части плотины, секции с по - к водосбросной части. В поперечном направлении каждая секция разбита на 4 столба, длина столба в большинстве случаев составляет метров. Проектная высота блоков бетонирования составляет Зм, но значительная часть (до %) блоков имеет высоту от 6 до м, и некоторая часть 1-1,5м. Блочная структура сооружения, разделенного межсекционными, межстолбчатыми и межярусными швами на блоки, должна учитываться при анализе. Надо отметить, что приведенные отметки ФПУ и НПУ скорректированы, обеспечивают щадящий режим эксплуатации плотины после ее ремонта в году. Проектные параметры водохранилища составляли: ФУ = 4,5м и НПУ = 0м [4].