Генрих Васильевич Орехов — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры гидравлики и гидротехнического строительства
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Genrikh V. Orekhov — Doctor of Technical Science, Associate Professor, Professor of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Чан Мань Кыонг — аспирант кафедры гидравлики и гидротехнического строительства
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Tran Manh Cuong — postgraduate student of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. В мире происходит много разрушений грунтовых плотин из-за потери фильтрационной прочности грунтов тела плотины или основания. Фильтрационная устойчивость грунтов связана с явлением гидравлического разрыва (ГР), поэтому предотвращение условий, вызывающих ГР, является важной задачей при проектировании и эксплуатации грунтовых плотин. Гидравлический разрыв тесно связан также с неравномерной осадкой грунтов плотины и строительных конструкций. В грунтовых плотинах явление неравномерной осадки часто возникает в зонах между грунтом плотины и бортовыми массивами створа плотины, грунтом плотины и бетонными конструкциями, такими как водопропускные трубы и водосбросы, фундаментные элементы конструкций; водонепроницаемым ядром плотины и примыкающими к нему зонами грунта. Рассмотрена фильтрационная устойчивость грунтовых плотин в области трубчатых водосбросных сооружений.
Материалы и методы. Исследование проводилось с помощь численного моделирования с применением программного комплекса Plaxis. В качестве объекта исследования принята грунтовая плотина Бунг Бунг (Вьетнам).
Результаты. Результаты исследования показали, что нормальное напряжение вокруг водопропускной трубы было снижено до уровня намного ниже, чем давление воды в фильтрационном потоке с высокой вероятностью ГР в объеме грунта, находящегося под водосбросной трубой. В этих областях может произойти ГР. Предложены два конструктивных подхода к предотвращению ГР: изменить форму сечения водопропускной трубы, устроить глиняную рубашку вокруг водосбросной трубы. Оба подхода были проверены численным методом. Расчеты продемонстрировали, что применение обоих методов снижает условия возникновения ГР вблизи водопропускной трубы.
Выводы. Разрушение плотины из-за ГР может привести к серьезному повреждению. Внедрение методов предотвращения ГР важно для обеспечения безопасных условий работы плотины.
Introduction. There are many destructions of earth dams in the world due to the loss of seepage strength of soils of the dam body or foundation. The seepage stability of soils is directly related to the phenomenon of hydraulic fracturing (HF), so prevention of conditions causing hydraulic fracturing is a very important task in the design and operation of earth dams. Hydraulic fracturing is closely related to uneven settlement of the dam soils and building structures. In earth dams, the phenomenon of uneven settlement often occurs in the areas between the dam soil and the side masses of the dam site, the dam soil and concrete structures, such as culverts and spillways, foundation structural elements, the impervious core of the dam and adjacent soil zones. The article is devoted to the study of the seepage stability of soil dams in the area of round-shaped culvert spillway.
Materials and methods. The study was carried out with the help of numerical modelling using Plaxis software package. The Bung Bung earth dam (Vietnam) was taken as an object of study.
Results. The results of the studies showed that the normal stress around the culvert was reduced to a level much lower than the water pressure in the seepage flow with a high probability of hydraulic fracturing in the volume of soil below the spillway. Thus, hydraulic fracturing can occur in these areas. The article proposes two structural approaches to prevent hydraulic fracturing: to change the cross-sectional shape of the culvert and to install a clay jacket around the spillway. Both approaches were tested numerically. The calculations demostrated that the application of both methods reduces the conditions for the occurrence of hydraulic fracturing near the culvert.
Conclusions. Dam failure due to hydraulic fracturing can cause serious damage. The implementation of methods to prevent hydraulic fracturing is important to ensure the safe dam conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.