автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Надежность грунтовых гидротехнических сооружений в сложных природно-климатических условиях

РГб од

2 2 Л г и 7ПП1

На правах рукописи

ФИНАГЕНОВ

Олег Михайлович

НАДЕЖНОСТЬ ГРУНТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.23.07 — Гидротехническое и мелиоративное

строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор С. Г. Шульман.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А. М. Белостоцкий доктор технических наук, профессор А. К. Бугров доктор технических наук, профессор Т. А. Ее лат

Ведущая организация: ОАО «Ленгидропроект»

Защита состоится . /Ъ * ¿■/(¿■¿><5/0?_2000 г. ^ часов

на заседании диссертационного совета Д 144.03.01 в ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева» по адресу: 195220, Санк-Петербург, Гжатская ул., 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева»

/

Автореферат

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Т. В. ИВАНОВА

Нт.252-огг.оъ ,о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Грунтовые гидротехнические сооружения (TTC) являются одним нз наиболее распространенных типов сооружений и весьма ответственными с экономической, экологической и социальной точек зрения объектами, обеспечению надежности и безопасности которых следует уделять значительное внимание.

Анализ надежности является одним из основных этапов проектирования ГТС, а принятие Государственной Думой России Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" делает- этот анализ обязательным и для уже эксплуатируемых сооружений. При этом следует иметь в виду, что в гидротехнической литературе, 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, оснований, их элементов в рамках методологии предельных состояний.

Важными факторами, влияющими на надежность фунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях, являются температурные и сейсмические воздействия на сооружения. С одной стороны, интенсивность и частота землетрясений в районах распространения многолетнемерзлых грунтов зависят от многих факторов, учесть которые в полной мере весьма сложно, а, с другой стороны, недоучет ряда физико-механических особенностей мерзлых грунтов основания и тела плотины, находящихся в условиях постепенного оттаивания (или замерзания), может привести к серьезным дополнительным деформациям и повреждениям сооружений при землетрясении. В настоящее время существуют различные методы определения температурно-влажностного состояния тела и основания грунтовых сооружений и подходы к оценке сейсмостойкости ГТС, предусматривающие расчеты как по линейно-спектральной теории, так и динамические расчеты. Но совместное влияние температурных и сейсмических воздействий на надежность грунтовых гидросооружении в районах с суровым климатом до настоящего времени систематически не изучалось.

С позиций современной теории надежности сложных технических систем основой анализа надежности грунтовых ГТС является система соответствующих прогностических моделей: детерминистических, вероятностных и неопределенных.

Детерминистические модели - это наиболее распространенные расчетные модели самых разнообразных объектов и процессов: статики и динамики сооружений, тепломассопереноса в различных средах и т.н. Такие

модели составляют основу традиционных методов расчета п большинства нормативно-методических документов (строительных норм и правил, рекомендаций, кодов и т.п.) различных стран, дающих оценки надежности и безопасности в рамках различных "полувероятностных" концепций (допускаемых напряжений, предельных состояний и т.п.), когда случайные и неопределенные факторы учитываются при помощи системы нормативных коэффициентов (запаса, надежности, безопасности, условий работы п т.п.).

В вероятностных моделях ограничение разнообразия выражается в указании некоторого распределения в множестве возможных решений. Вероятностные модели являются основой современной теории надежности сооружений, конструкций, сложных систем и т.п. и строятся обычно путем надлежащей рандомизации достаточно апробированных детерминистических моделей. Рандомизация может выполняться с использованием различного уровня описания (случайные события, величины, процессы, поля). Такие модели в значительно большей степени соответствуют характеру исходной информации, более адекватному учету многих случайных факторов. Важным инструментом анализа надежности сложных инженерных объектов является синтез представлений и методов параметрической и структурной теорий надежности.

Неопределенным моделям соответствуют различные качественные методы, в частности, известные методы экспертных оценок. Экспертные оценки допускают формализацию в рамках различных подходов (детерминистического, вероятностно-статистического и т.п.). При использовании качественных (неопределенных) моделей количественные оценки разнообразия выполняются на основе различных информационных мер.

Практически при анализе надс жпости уникальных инженерных объектов на этапах их жизненного цикла в той или иной степени используются прогностические модели всех типов и их различные сочетания, т.е. выполняются как количественные, так и качественные оценки.

Очерченный круг вопросов исследования надежности грунтовых ГТС стал предметом рассмотрения автора. Основные научно-практические результаты получены автором при выполнении исследований по научной тематике проблем ГКНТ СССР, Минтопэнерго России и РАО "ЕЭС" России, в частности при выполнении договоров 182Ф/Ф858 ОНТП 0.05,37 и 175Ф/Ф481 ОНТП 0.11.

Целыо диссертации являлось решение важной народно-хозяйственной проблемы повышения безопасности грунтовых гидротехнических сооружений в сложных природно-климатических условиях на этапах

проектирования и эксплуатации, включающее в себя разработку методологии оценки надежности таких гидросооружений с использованием методов современной теории надежности.

Таким образом, в число основных задач исследований были включены:

- анализ причин аварий и нарушений на грунтовых гидротехнических сооружениях, а также особенности их строительства и эксплуатации в сложных природно-климатических условиях;

- разработка методологии исследований надежности грунтовых ГТС, включающей оценку надежности сооружений на этапах проектирования и эксплуатации;

- анализ влияния различных природно-климатических (в первую очередь температурных и сейсмических) условий на надежность грунтовых ГТС, включая вопросы влияния температуры на физико-механические свойства грунтов и изменения состояния грунтов при сейсмических воздействиях;

- разработка методики оценки проектной надежности грунтовых ГТС на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов, определяющих параметрическую надежность гидросооружений;

- разработка методики оценки надежности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем;

- анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых ГТС;

- разработка методов интервальной оценки расчета надежности и методов оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации;

- проведение численных расчетов оценки надежности реальных грунтовых пиротехнических сооружений.

Методическую базу исследований составили математические модели тепловых процессов и деформирования грунтов при динамических нагрузках, численные методы решения уравнений, основные положения методики физического моделирования грунтовых ГТС, методы анализа случайных явлений, оценки надежности инженерных объектов и технической диагностики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием известных физических законов и применением апробированных методов математического моделирования, подтверждается результатами решения тестовых примеров и сопоставлением

5

результатов численного моделирования с данными натурных исследований реальных объектов.

Научную новизну работы определяют следующие элементы выполненных исследований:

- реализованы методы оценки проектной надежности грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов, определяющих параметрическую надежность гидросооружений;

- разработаны и реализованы методы оценки надежности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем;

- проведен анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых ГТС на основе методов теории информации;

- разработаны и реализованы метод интервальной оценки надежности и метод оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации;

- на основе численных расчетов проведены оценки надежности реальных грунтовых гидротехнических сооружений.

Личный вклад автора состоит в формулировке целей и постановке задач исследований; реализации методов оценки проектной надежности грунтовых ГТС применительно к сооружениям в сложных природно-климатических условиях; разработке и реализации методов оценки надежности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем, метода интервальной оценки надежности и метода оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации; проведении численных расчетов оценки надежности реальных грунтовых пиротехнических сооружений.

Практическая и научная значимость диссертации заключается в формулировке методологии исследований надежности грунтовых ГТС; рассмотрению влияния температурных и сейсмических условий на надежность грунтовых ГТС; разработке методики оценки проектной надежности грунтовых ГТС на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов и методики оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем. Все это должно привести к существенному повышению качества оценки надежности грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях, что, в свою очередь, повысит эффективность инженерных решений при их проектировании и эксплуатации. 6

Результаты работы внедрены при проектировании Амгуэмской, Тель-мамской, Усть-Среднеканской, а также при проектировании и эксплуатации грунтовой плотины Колымской ГЭС и дамбы хвостохранилища горнорудного комбината в Ставропольском крае. Материалы диссертации использованы при разработке Рекомендаций по оценке сейсмостойкости грунтовых плотин, расположенных в северной строительно-климатической зоне (ССКЗ) и Рекомендаций по оценке устойчивости гидротехнических сооружений с учетом изменения состояния грунтов при сейсмических воздействиях.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 35 работ. Основные положения выполненных исследований были представлены:

- на Всесоюзном научно-техническом совещании "Исследование влияния сооружений гидроузлов на ледовый и термический режим рек и окружающую среду" — Лед-89 (Дивногорск, 1989);

- на Всесоюзной конференции "Методы математического моделирования в задачах охраны природной среды и экологии" (Новосибирск, 1991);

- на Всесоюзном научно-техническом совещании "Будущее гидроэнергетики. Основные направления создания гидроэлектростанций нового поколения" (Дивногорск, 1991);

- на III, IV и V научно-технических семинарах "Актуальные проблемы механики, прочности и теплопроводности при низких температурах (С.-Петербург, 1996, 1997 и 1998 гг.);

- на Вторых Савиновских чтениях (С.- Петербург, 1997);

- на Международной конференции "Средства математического моделирования" (С.-Петербург, 1997);

- на 55-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (С.Петербург,

1998);

- на 3-й Российской конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию (Сочи, 1999);

- at "99 International Conference on Dam Safety and Monitoring" (China,

1999);

- на Третьих Савиновских чтениях (С.-Петербург, 2000);

- на заседаниях Ученого совета ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева".

На защиту выносятся:

- методология исследований надежности грунтовых ГТС, включающая оценку надежности сооружений на этапах проектирования и эксплуатации;

- методика оценки проектной надежности грунтовых ГТС на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов, определяющих параметрическую надежность гидросооружений;

- методика оценки надежности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем;

- методика анализа ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых ГТС на основе теории информации;

- методы интервальной оценки расчета надежности и оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации;

- результаты анализа причин аварий и нарушений, а также особенностей строительства и эксплуатации грунтовых гидротехнических сооружениях в сложных природно-климатических условиях;

- результаты анализа влияния температурных и сейсмических условий на надежность грунтовых ГТС;

- результаты численных расчетов оценки надежности реальных грунтовых гидротехнических сооружений.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 203 наименований. Диссертация изложена на 236 страницах, содержит 37 иллюстраций, 19 таблиц.

Краткое содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели исследований, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводятся основные проблемы оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС. Анализируются особенности строительства и эксплуатации грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях, а также причины аварий и нарушений на данных сооружениях. Дается анализ мирового опыта оценок риска аварий гидросооружений и формулируются основные подходы к оценке надежности грунтовых ГТС. Ставятся задачи диссертационных исследований.

Анализ положительного и отрицательного опыта эксплуатации грунтовых гидросооружений необходим для развития методов и организационных форм решения задач оценки, контроля безопасности и управления ею. В конечном счете такой опыт является основой для создания 8

системы мероприятий по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений (ГТС).

Несмотря 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.

Одной из существенных причин, способствующих возникновению различных аварий и нарушений на гидротехнических объектах, является, несомненно, и то, что во многих странах (в том числе и в России) ГТС стали возводить в сложных природно-климатических условиях.

Анализ имеющихся данных показывает, что в развитие повреждений, аварий и разрушений примерно одинаковый вклад вносят три основных вида возможных предельных состояний плотин:

- размыв (разрушение) тела плотины при переливе через гребень вследствие экстремальных расходов воды, повреждения водосбросных сооружений или оборудования, аварии в зоне водохранилищ, а также недостаточной пропускной способности водосбросов;

- нарушение прочности (устойчивости) или развитие чрезмерных деформаций сооружения, его элементов или основания, а также недостаточная сопротивляемость по отношению к возможным расчетным воздействиям;

- нарушение фильтрационной прочности или чрезмерные утечки в теле плотины, основании и примыканиях либо недостаточная сопротивляемость по отношению к возможным расчетным воздействиям.

В России, кроме того, имелись аварии ГТС, вызванные специфическими для нашей страны природными условиями (прежде всего суровым климатом).

Районы со сложными природно-климатическими условиями (районы Крайнего Севера и примыкающие к ним территории Сибири и Дальнего Востока) занимают площадь 11 млн. км2, или 64% от земель Российской Федерации. Они характеризуется суровым климатом с низкими зимними температурами.

Следует также отметить, что многие территории с суровыми климатическими условиями (Магаданская область, Чукотский автономный округ, Республика Саха (Якутия), север Амурской области и др.) принадлежат к сейсмически опасным районам, в которых возможны землетрясения интенсивностью от 7 до 9 баллов и выше. Это обстоятельство накладывает дополнительные условия на обеспечение надежности грунтовых ГТС,

строящихся и эксплуатируемых в таких условиях. Поэтому при выборе типа плотины необходимо учитывать, что ее напряженно-деформированное состояние при землетрясении во многом зависит от свойств грунтов (талых и мерзлых), слагающих тело плотины и ее основание. Поэтому оценка сейсмостойкости, наряду с учетом инженерно-геологических условий створа, является основным фактором, определяющим прочность, устойчивость, надежность, а также конструктивное решение плотин из грунтовых материалов в северных климатических районах.

Вопросы безопасности и надежности всевда имели высший приоритет в работах Международной Комиссии по Большим Плотинам (ICOLD).

За последние два года все крупнейшие международные журналы, посвященные гидротехнике, публиковали статьи по безопасности плотин, переоценке старых плотин и анализу риска. Одной из главных тем на конгрессе ICOLD в Пекине в сентябре 2000 года будет использование методики анализа риска для оценки и управления безопасностью плотин.

Оценка надежности грунтовых ГТС представляет весьма сложную и специфическую задачу. Из всех критериев, по которым оцениваются гидросооружения, проблемы надежности и безопасности являются важнейшими. Особенно это становится актуальным в связи с выходом в июне 1997 года Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" и необходимостью предъявления электростанциями декларации о безопасности ГТС.

Сложность поставленной задачи определяется уникальностью объекта и недостаточностью исходной информации о воздействиях и нагрузках, свойствах материалов и протекающих в них процессах; условностью расчетных схем; неполнотой сведений о поведении объектов-аналогов и т.д. Кроме того, даже известные, или принципиально возможные для измерения параметры, необходимые для решения проблемы, составляют столь значительные информационные массивы, что их собрать, обобщить и проанализировать в рамках традиционных технологий практически невозможно.

Наибольший интерес к решению задач надежности ГТС вероятностными методами до настоящего времени был проявлен специалистами по отношению к плотинам из грунтовых материалов. Этими проблемами занимались Т.С. Атрахова, В.И. Вуцель, H.H. Гераськин, JI.B. Горелик, М.И. Гогоберидзе, И.Н. Иващенко, H.A. Исаханян, В.М. Лятхер, Ш.Г. На-петваридзе, B.C. Пепоян, В.М. Придорогин, JI.H. Рассказов, Д.В. Стс-фанишин, А.П. Троицкий, Г.И. Чоговадзе, С.Г. Шульман, Е. Ванмарке, Т. By, П. Рислер, Р. Уитмен, К. Уитт, М. Харр и др.

В настоящее время подходы к оценке надежности гидротехнических сооружений основываются на трех основных типах моделей: детерминистических, вероятностных и неопределенных.

1) Детерминистические модели — это наиболее распространенные расчетные модели, составляющие основу традиционных методов расчета (статики и динамики сооружений, тепломассопереноса в различных средах и т.п.) и большинства нормативно-методических документов (строительных норм и правил, рекомендаций и т.п.), дающих оценки надежности и безопасности в рамках различных концепций (допускаемых напряжений, предельных состояний и т.п.), когда случайные и неопределенные факторы учитываются при помощи системы нормативных коэффициентов (надежности, безопасности, условий работы и т.п.).

В соответствии с существующими нормами и стандартами, проектирование ITC в пашей стране осуществляется на основе метода предельных состояний.

Условие непревышения предельного состояния (условие прочности, устойчивости и т.п.) может быть записано в следующем общем виде:

"im

где Y/>YM>Y„.Yc>Y/c>Ya ~ нормативные коэффициенты, соответственно, надежности по нагрузке, материалу (грунту), ответственности сооружения, условий работы, сочетания нагрузок, точности; FH, RH - нормативные значения обобщенного силового воздействия и несущей способности; С - постоянные, включающие предварительно выбранные ограничения, задаваемые для предельных состояний второй группы (по осадкам, смещениям, прогибам, раскрытию трещин и т.п.).

Требуемая надежность сооружения и основания обеспечивается выполнением условий вида (1) по всем регламентированным нормам и (для данного конкретного случая) предельным состоянием.

2) Вероятностные модели - это модели, основанные на представлении надежности как вероятности сохранения во времени способности к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях эксплуатации.

Непосредственно использование вероятностных методов при расчетах надежности ГТС было начато трудами Н.Ф. Хоциалова еще в 1929 году и получило дальнейшие развитие в работах Т. А. Бохуа, Э.Г. Газиева, JI.A. Гордона, И.Н. Иващенко, В.Д. Костюкова, В.М. Лятхера, Ц.Е. Мирцхулавы, A.JI. Можевитинова, Ш.Г. Напетваридзе, JI.H. Рассказова, Н.С. Розанова,

11

Д.В. Стефанишина, JI.A. Уварова, Г.И. Чошвадзе, A.B. Школы, С.Г. Шуль-мана, К. Бари, Е. Ванмарке, Т.Ву, Г. Кройцера, Ж. Маринье, Р. Приша, Ж. Серафима, А. Сильвейра, К. Уитта, М. Харра и др.

Важную роль в становлении направления в теории надежности, в котором традиционные методы расчета сооружений, конструкций и оснований (статические, динамические, прочности, устойчивости и др.) объединяются с методами теории вероятностей сыграли работы В.В. Болотина, К. Капура, С.А. Конелла, JL Ламберсона, М. Майера, В.Д. Райзера, А.Р. Ржаницына, А.П. Синицына, Н.С. Стрелецкого, A.M. Фройденталя, Н.Ф. Хоциалова и других.

Среди предлагаемых методов вероятностного расчета устойчивости грунтовых откосов выделяются методы, реализующие различные упрощенные инженерные приемы. При решении задачи коэффициент устойчивости откоса Ks представляется в виде функции случайных параметров — показателей свойств грунтов, нагрузок и воздействий. Характеристики грунтов (коэффициент трения, сцепление, 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 К. Для оценки математического ожидания и дисперсии коэффициента устойчивости используется метод Монте-Карло либо метод линеаризации.

Для учета сейсмического фактора предложено несколько методов:

а) в рамках линейно-спектральной теории (JICT), положенной в основу нормативных расчетов;

б) с использованием динамических моделей: упрощенные (реализующие схему Ньюмарка и ее модификации) и более сложные методы расчета, использующие результаты вероятностного анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) сооружения.

В рамках упрощенных динамических моделей землетрясение моделируется в виде элементарной случайной функции x0(t) = Af(t) где Л — случайная амплитуда сейсмического ускорения основания с заданным законом распределения; /(/) — неслучайная (детерминированная) функция времени) и в виде стационарного гауссовского процесса. Вероятность отказа плотины при землетрясении определялась как превышение допустимых значений вероятности осадки гребня либо уполаживания угла откоса сооружения либо иных деформационных критериев.

Вероятностные расчеты НДС грунтовых плотин осуществлялись как в рамках JICT, так и на основе различных динамических моделей. Для решения задачи используется метод Монте-Карло, а также различные упрощающие приемы с использованием метода линеаризации. При этом принималась гипотеза о нормальном законе распределения напряжений, коэффициентов запаса прочности грунта в каждой точке и т.д. Характеристики грунта рассматривались как стационарные случайные функции координат.

Вероятностный анализ НДС позволяет оценить надежность отдельных элементов грунтовых плотин (противофильтрационных устройств и др.), выделить слабые места в сооружении и т.п.

Сложными и пока малоизученными являются вопросы, связанные с оценкой эксплуатационной надежности грунтовых плотин. Это объясняется, прежде всего, тем, что слабо развиты методы и база технической диагностики ГТС, отсутствуют хорошо обоснованные критерии безопасной эксплуатации гидросооружений и оснований, недостаточно проработаны вопросы оценю! состояния объектов в процессе длительной эксплуатации, Основные направления и методы решения перечисленных проблем даются в [78].

3) Неопределенные модели — это модели, которым соответствуют различные качественные методы, в частности, известные методы экспертных оценок, использующие способность человека отражать с опережением окружающую действительность в своем сознании, при условии обеспечения его необходимой для принятия решения информацией.

Экспертные оценки могут являться как самостоятельным методом определения надежности гидросооружения, так и одним из элементов в системе принятия решений по оценке состояния ГТС в рамках детерминистических и вероятностных подходов.

Во второй главе предлагается методология исследований гидросооружений на надежность. Формулируются основные понятия теории надежности, излагаются подходы к системному анализу сложных объектов, проектной и эксплуатационной надежности грунтовых гидросооружений.

Теория надежности развита применительно к любым техническим объектам - изделиям, сооружениям и системам, рассматриваемым с точки зрения надежности на этапах проектирования, строительства (изготовления) и эксплуатации.

В отечественной практике принято трактовать надежность как комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность или определенные сочетания этих свойств.

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.

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.

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 авиа- и ракетостроении, радиоэлектронике, вычислительной технике и т.п., заменяется для уникальных и малосерийных объектов, каковыми являются грунтовые гидротехнические сооружения, менее распространенным понятием индивидуальной вероятности.

Важнейшим направлением в теории надежности сложных инженерных объектов, к которым относятся н грунтовые гидротехнические сооружения, является синтез представлений и методов двух основных разделов теории надежности: теории надежности сооружений и конструкций и теории надежности сложных технических систем.

Применение системного подхода при расчетах надежности грунтовых гидросооружений обусловливается: существенным многообразием случайных факторов, определяющих надежность объекта; особенностями структурного состава гидротехнических объектов как природно-техничес-ких комплексов; возможностью возникновения различных отказов; различными условиями работы и различной степенью ответственности отдельных элементов систем и т.п. Системный подход дает принципиальную возможность получить единую количественную оценку надежности и безопасности гидротехнического объекта как вероятности выполнения ряда функций и условий безопасной эксплуатации.

Исходной информацией при проектировании служат данные об элементах сооружения, грунтах и материалах, о нагрузках, условиях окружающей среды и других условиях эксплуатации, а также требования к показателям эффективности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Цель оценки проектной надежности - предсказать 14

значения показателей надежности, установить зависимость этих показателей от исходных данных и указать наиболее рациональные пути для согласования ожидаемых значений показателей надежности с нормативными. Таким образом, оценка проектной надежности включает также исследование способов управления надежностью.

Если область допустимых состояний сооружения представить в виде

Пхрху ..., хп) > 0, (2)

то надежность — вероятность соблюдения условия (2)

Р = Р[Ч,(х,,х2, ...,хп)>0]. (3)

Входящие в условие (2) параметрых}, х2,..., хп часто условно разделяют на две группы, где первая группа описывает главным образом свойства самого сооружения, а вторая - нагрузки и воздействия. Условие не превышения границы области допустимых состояний сооружения при этом определяется выражением:

Пх,, х2,..., Х/) - Щхм, хЬ2>..., х) > 0, (4)

где У(-), /-Х-) - обобщенные несущая способность и силовое воздействие соответственно.

Пусть в первом приближении Vи/7 являются случайными величинами с заданными (известными) законами распределения. Тогда

Р = Р[5>0], (5)

где Б = V —Г — резерв прочности.

Характеристики распределений величин Ги ? (плотности, математические ожидания, средние квадратические отклонения и пр.) получают различными методами, среди которых наиболее часто используются методы прямой статистической обработки данных соответствующих экспериментальных исследований, метод линеаризации, метод статистических испытаний (метод Монте-Карло).

Основными этапами вероятностных расчетов проектной надежности грунтовых гидросооружений являются:

составление детерминистических уравнений связи между входными и выходными параметрами;

подготовка исходных данных для расчетов в соответствии с детерминистическими уравнениями связи и разделение всех входных величин на случайные и неслучайные (детерминированные); для случайных величин

15

устанавливаются законы распределения и определяются соответствующие характеристики распределений;

определение законов и характеристик распределений выходных случайных величин на основе использования детерминистических уравнений связи;

определение вероятностей отказа (либо безотказной работы) и сопоставление с допустимыми значениями.

Теория эксплуатации сложных технических систем, каковыми являются грунтовые гидросооружения, как научно-прикладная дисциплина начала формироваться примерно в 60~"е — 70 годы, однако применительно к оценке состояния эксплуатируемых гидросооружений ее методы начали применяться лишь с конца 801" - начала 90 ых годов.

Эксплуатационная надежность тесно связана с технической диагностикой, натурными и контрольными наблюдениями за состоянием сооружения.

Основной задачей технической диагностики является распознавание технической системы в условиях ограниченной информации. Анализ состояния проводится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено. Часто не представляется возможным по имеющейся информации сделать однозначное заключение и приходится использовать статистические методы (методы Байеса, последовательного анализа).

Среди методов технической диагностики, используемых для количественной оценки эксплуатационной надежности, метод, основанный на формуле Байеса

занимает особое место благодаря простоте и эффективности.

Здесь: P(D)—априорная вероятность диагноза D.; Р(к. \D.) - условная вероятность появления признака к. у объектов с состоянием D..

Вероятности P(D.) и Р(к. \D.) определяются по статистике имеющихся аварий на сооружениях и (или) расчетными методами (с использованием соответствующей натурной информации).

В методе Байеса объект с признаком к. относится к диагнозу с наибольшей вероятностью, т.е. к.в D., если P(D. (к) > P(D¡ | £), где s = 1,2,..., п; i Ф s. Это так называемое решающее правило — правило, в соответствии с которым принимается решение о диагнозе.

P(.D¡)P(kj\D¡)

(6)

Метод последовательного анализа, являющийся частным случаем метода Байеса, применяется для дифференциальной диагностики (распознавания двух состояний, например, предельное и допредельное состояние сооружения или его элементов).

К статистическим методам относятся также методы статистических решений (методы минимального среднего риска, минимальной вероятности ошибочного решения), в которых решающее правило (правило принятия решения) выбирается исходя из некоторых условий оптимальности, например из условия минимума риска.

Условимся считать: — допредельное состояние и 02 — предельное состояние сооружения. Любой параметр х неоднозначно характеризует состояние сооружения. Области допредельного £), и предельного Вг состояний сооружения пересекаются, поэтому принципиально невозможно выбрать значение х0, при котором решающее правило (не давало бы ошибочных решений. Задача состоит в том, чтобы выбор х0 был в некотором смысле оптимальным.

Рассмотрим возможные ошибки при принятии решения.

Ложной тревогой называется случай, когда принимается решение о предельном состоянии объекта, хотя в действительности он находится в допредельном состоянии (вместо £>, принимается й2).

Пропуск дефекта — принятие решения о допредельном состоянии, тогда как сооружение находится в предельном состоянии (вместо Л принимается /),).

ПустьДх|Г),) — плотность вероятности диагностического параметрах для состояния а Дх|£>2) — плотность вероятности диагностического параметра х для состояния Ог Вероятность принятия ошибочного решения слагается из вероятностей ложной тревоги и пропуска дефекта. Если приписать "цены" этим ошибкам ( Сп и С]2, соответственно), то получим выражение для среднего риска

По методу минимального среднего риска принимается следующее решение о состоянии объекта, имеющего данное значение параметра х:

(7)

хе И,

1'

если

Дх |/)2)> С21/> '

Л* спр2

■\rf_2_.

(8)

А* 1А) спр2

хеП2, если /(х

Метод минимальной вероятности ошибочного решения является частным случаем метода минимального среднего риска, если стоимости ошибок одинаковы.

Рассмотренные методы используются в случаях, когда известна априорная информация о надежности сооружения (в частности это может быть проектная надежность) и о стоимости ошибок. Довольно часто для грунтовых сооружений такие сведения либо отсутствуют, либо их получение связано с большими трудностями. В этих случаях могут быть использованы методы минимакса, Неймана — Пирсона, максимума правдоподобия.

Метод минимакса используется в ситуации, когда отсутствуют предварительные статистические сведения о вероятности диагнозов Ох и Ог Рассматривается "наихудший случай", т.е. наименее благоприятные значения Р и Р2, приводящие к наибольшему значению (максимуму) риска.

По методу Неймана - Пирсона минимизируется вероятность пропуска дефекта при заданном допустимом уровне вероятности ложной тревоги.

Метод максимума правдоподобия целесообразно использовать при малом объеме данных наблюдений и отсутствии априорной информации об оцениваемых величинах, что характерно для многих грунтовых гидросооружений. Если наблюдаемая величина имеет нормальный закон распределения, то метод максимума правдоподобия совпадает с методом наименьших квадратов.

Рассмотренные методы оценки эксплуатационной надежности используют подходы технической диагностики сложных технических систем. Кроме них для оценки эксплуатационной надежности грунтовых ГТС используются метод, основанный на построении имитационных моделей и метод, основанный на решении задачи идентификации параметров модели.

Метод, основанный на построении имитационных моделей имеет существенный недостаток. В нем использованы лишь результаты наблюдений за процессом в пространстве признаков и не привлечена априорная информация, получаемая на стадии проектирования. Для непосредственного использования этой схемы, особенно в вероятностной постановке, требуется слишком много измерений по сравнению с числом измерений, которое можно произвести на сложных и уникальных объектах, каковыми являются грунтовые гидросооружения.

Основным преимуществом метода идентификации параметров модели сооружения является использование при оценке эксплуатационной надежности тех же самых зависимостей и подходов, что и при оценке проектной надежности. Основным недостатком данного метода является сложность решения задачи идентификации для грунтовых гидросооружении из-за сложности самих объектов недостатка необходимой диагностической информации, а также из-за особенностей решения самих обратных задач.

Из приведенных подходов и методов к решению задачи по оценке надежности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации автор, в той или иной степени, использовал метод Байеса, метод минимального среднего риска, а также метод, основанный на решении задачи идентификации параметров модели (в сравнении с методом Байеса).

В третьей главе поднята проблема учета природно-климатических и сейсмических условий при оценке надежности грунтовых ITC. Рассматриваются основные процессы тепломассопереноса в грунтовых плотинах, некоторые математические модели фильтрационных и тепловых процессов. Оценивается влияние температуры на физико-механические свойства грунтов. Приводятся методы расчета напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин при сейсмических воздействиях. Предлагается использование гиперболической модели грунта для корректировки модуля сдвига при землетрясениях и дается оценка возможности разжижения водонасыщенных несвязных фунтов плотин и их оснований при сейсмических воздействиях.

Для оценки надежности грунтовых плотин, проектируемых и эксплуатируемых в сложных природно-климатических условиях, необходимы сведения о температурно-влажпостном состоянии как самих сооружений, так и их оснований. При этом требуется учет многообразия и взаимосвязи процессов тепломассопереноса, протекающих в теле плотины и в ее основании. Процессы тепломассопереноса в грунтовых гидротехнических сооружениях весьма сложны, поскольку материалы, слагающие основание и тело сооружения, представляют собой многофазные и неоднородные среды. Инженерные методы расчета температурно-влажностного режима в таких средах должны основываться на современных положениях теории тепломассопереноса и в то же время должны быть достаточно простыми для возможности их использования в проектной практике. Это неизбежно влечет за собой некоторую схематизацию рассматриваемых явлений.

Процесс распространения тепла в пористой среде, насыщенной жидкостью, на основе квазиоднофазной модели описывается уравнением

теплопроводности обычно в предположении, что коэффициент межфазного теплообмена бесконечно велик, т.е. температуры скелета породы и жидкости равны, тепловые эффекты перераспределения пластовых давлений пренебрежимо малы и протекающие процессы не сопровождаются изменением фазовых состояний.

Для решения уравнения теплопроводности необходимо знать распределение скоростей фильтрации, для чего следует дополнить данное уравнение уравнениями фильтрации.

При наличии зон мерзлого грунта на границе двух зон (талой и мерзлой) должно выполняться уравнение теплового баланса с учетом фазового перехода льда в воду и наоборот.

Деформационные и прочностные свойства грунтов под влиянием промерзания значительно меняются из-за цементации минеральных частиц льдом, т.е. появления нового вида связей. При этом несколько раз повышается их прочность (сцепление, сопротивление сдвигу, сжатию и растяжению), и тем больше, чем ниже температура грунта.

Модуль продольной упругости Е для мерзлых пород в десятки и сотни раз больше такового для талых дисперсных грунтов. Величина его зависит от состава мерзлых пород, содержания в них незамерзшей воды и льда, структурно-текстурных особенностей пород, температуры, характера и величины приложенной нагрузки. Для оценки продольных и поперечных упругих деформаций мерзлых пород служит коэффициент Пуассона (I, существенным образом зависящий от отрицательной температуры. Эксперименты показывают, что при близких к 0°С отрицательных температурах коэффициент р мерзлых пород близок к таковому в талых водонасы-щенных грунтах (чаще всего (I = 0,35-0,47). При более низких отрицательных температурах значение его снижается и в зависимости от типа грунта ц = 0,1-0,3.

Деформации, которые ведут к нарушению сплошности мерзлой породы, и недопустимые пластические изменения формы, приводящие к потере несущей способности и устойчивости породы, неразрывно связаны со способностью мерзлых грунтов сопротивляться внешней нагрузке, т.е. с сопротивлением породы сжатию, растяжению, сдвигу.

Для определения зависимости динамического модуля упругости £ грунта от степени заполнения пор льдом IV во ВНИИГе при участии автора была проведена серия экспериментальных исследований. Определение осуществлялось резонансным методом — методом свободных колебаний. Суть этого метода заключается в определении собственной частоты колебаний образцов-стержней из интересуемого материала с одним жестко

заделанным концом. Для этого стержень выводился из состояния покоя ударом по свободному концу.

Полученная зависимость динамического модуля упругости грунта от льдистости позволяет предположить следующую аппроксимацию:

Е=Е0 + (Е1-Е0)\Г, (10)

где Е0, - динамический модуль упругости при IV = 0 и = \ соответственно; п - эмпирическая постоянная (п > 0).

Значение показателя степени п в значительной мере зависит от характера связей, обусловленных сцеплением льда с минеральными частицами во внутрипоровых пространствах.

В приведенные выше модели тепломассопереноса входят некоторые средние значения теплофизических и фильтрационных характеристик грунта, а также средние температуры воды верхнего и нижнего бьефов и атмосферного воздуха. Поэтому в качестве результатов расчетов получается температурное поле, которое может существенно отличаться от реального. Это тем более справедливо, чем больший разброс имеют характеристики грунтов, слагающих плотину и ее основание. В зонах же многократного замерзания и оттаивания как раз и имеет место существенный разброс теплофизических и фильтрационных характеристик грунта.

Существуют различные методы вероятностных расчетов. Наиболее точным является метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), основная идея которого состоит в моделировании функционирования сооружения с учетом всех действующих на него случайных возмущений. Основным недостатком данного метода является то, что для решения с его использованием сложных задач с большим количеством случайных параметров (каковыми являются задачи тепломассопереноса в грунтовых гидросооружениях и основаниях) необходимо очень большое время, даже при использовании современной компьютерной техники. Это во многих случаях приводит к невозможности применения метода статистических испытаний на практике.

В связи с этим существует ряд приближенных методов, упрощающих процесс вероятностных расчетов. Одним из них является метод прямой линеаризации, который основан на следующих допущениях:

- параметры, характеризующие возмущение, описываются нормальным законом распределения;

- параметры, характеризующие возмущенные факторы, статистически независимы;

- между возмущениями и выходными параметрами существует линейная зависимость.

Выходные параметры (в рассматриваемом случае - температура) не являются линейными во всем диапазоне изменения случайных аргументов. Метод основан на возможности линеаризации любой дифференцируемой функции разложением ее в ряд Тейлора в окрестности средних значений параметров.

В настоящее время для расчета сейсмонапряженного состояния и деформаций гидросооружений из грунтовых материалов широко используются различные модели грунтов, учитывающие их упругие и упруго-пластические деформации при статических и динамических нагрузках. Одной из таких моделей является модель идеально-упруго-пластической среды Друккера-Прагера, построенная на основе общего ассоциированного закона течения.

Использование ассоциированного закона течения с угловыми точками и условия пластичности Мизеса-Шлейхера приводит к двум разновидностям модели Григоряна, одна из которых (с плоской поверхностью нагружения) допускает возможность учета в допредельной стадии необратимых деформаций изменения объема, а другая (с цилиндрической поверхностью нагружения) - учет необратимых деформаций сдвига.

На основе использования второй модели разработана методика расчета сейсмонапряженного состояния и деформаций гидросооружений из грунтовых материалов.

Одним из проявлений нелинейных свойств грунта при сдвиговых нагрузках является уменьшение модуля сдвига при увеличении сдвиговой деформации. Приняв, что может быть получена функциональная зависимость для описания начальной нагрузочной кривой, легко промоделировать гистерезисные петли, показывающие действительное поведение грунта, с применением следующих постулатов:

а) модуль сдвига при каждой перемене направления нагрузки предполагается равным по величине тангенциальному модулю для начальной нагрузочной кривой;

б) разгрузочные и повторные нагрузочные кривые должны сопрягаться с первоначальной нагрузочной кривой, если превышается предыдущая максимальная сдвиговая деформация;

в) необходимо, чтобы модель "запоминала" координаты наибольшего отклонения в каждом направлении и координаты всех точек обращения (перемены направления) в соответствии со снижением амплитуд.

На основе этих постулатов построена гиперболическая модель деформирования грунта при динамических нагрузках.

Зависимость тангенциального модуля сдвига, определяющегося

наклоном касательной к кривой нагружения и разгрузки, от сдвигового напряжения показана на рис.1.

Важным моментом в учете влияния природно-климатических условий на надежность грунтовых гидросооружений является оценка возможности разжижения водонасыщенных несвязных грунтов плотин и их оснований при сейсмических воздействиях.

Разжижение грунта возможно только при одновременном выполнении следующих условий:

а) нарушения устойчивости структуры грунта к уплотнению;

б) наличия достаточной величины остаточных после динамического воздействия деформаций разгрузки скелета, определяющих доуплотне-ние разжиженного грунта;

в) полного или близкого к полному насыщения грунта водой (увеличение газосодержания в грунте приводит к уменьшению деформаций разгрузки его скелета и снижению интенсивности разжижения фунта).

Основными признаками разжижения водонасыщенного фунта являются:

а) временное повышение давления в поровой воде;

б) уменьшение сжимающих напряжений в скелете фунта;

в) временное изменение величин, зависящих от эффективных напряжений в грунте (уменьшение сопротивления фунта сдвигу и модулей деформаций скелета, увеличение бокового давления в фунте и т.п.).

Для оценок возможности разжижения грунтов наиболее важное значение имеют характеристики динамической устойчивости структуры по критериям возникновения необратимых объемных деформаций. В качестве этих характеристик используются критические значения амплитуд деформаций и критические значения амплитуд напряжений.

После решения задач о распределении статических напряжений, критических и развивающихся в фунтовых плотине и основании амплитуд динамических напряжений и/или деформаций оценки локальной возможности возникновения избыточных давлений разжижения в каждой точке плотины и основания осуществляются путем сравнения в этой точке

действующих и критических значений амплитуд вышеназванных параметров.

Динамическая устойчивость структуры и отсутствие явлений разжижения считаются обеспеченными, если во всех точках плотины и основания действующие амплитуды напряжений и/или деформаций меньше их критических значений.

Если динамическая устойчивость структуры грунта не обеспечена, следует перейти к оценкам степени и области разжижения грунта. Это требует расчетов избыточного порового давления на основе уравнения консолидации грунта.

В четвертой главе предлагается методика оценки проектной надежности грунтовых ГТС. Рассматривается учет нагрузок и воздействий, действующих на сооружение. Дается вероятностная оценка температурно-влаж-ностного состояния грунтовых сооружений и оснований. Проводится расчет надежности грунтовой плотины при землетрясении с использованием нелинейной модели фунта, исследованием влияния изменения прочности оттаивающего грунта на устойчивость откосов плотины и оценкой эффективности антисейсмических мероприятий.

В процессе эксплуатации в сооружениях возникают деформации, перемещения, износ применяемых материалов и другие кратковременные и длительные эффекты, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Причинами этих эффектов являются воздействия (нагрузки). Воздействия определяются как природными факторами (температура, землетрясения и т.п.), так и факторами человеческой деятельности (собственный вес сооружения, гидростатическое давление, фильтрация, движение транспорта и т.п.). Обычно на сооружение действует несколько нагрузок, обладающих рядом конкретных особенностей, которые необходимо изучить.

Для оценки надежности грунтовых гидросооружений, расположенных в сложных природно-климатических условиях, существенным является учет температурных, а также сейсмических воздействий на сооружение.

Изменения температуры воздуха во времени представляют собой случайный процесс, в котором четко выделяются два периодических колебания: с годовым и суточным периодами. В применении к расчетам грунтовых гидросооружений изменения температуры во времени могут быть представлены в виде периодических колебаний температур с периодом, равным одному году (сезонные колебания: лето — зима) или равным одним суткам (суточные колебания: день — ночь), и случайной амплитудой; непериодических колебаний температур на интервалах времени в несколько суток или различными комбинациями названных колебаний.

Прогноз температурного режима грунтовых сред, содержащих поро-вый лед, представляет собой комплексную проблему, состоящую из рассмотрения температурной и фильтрационной задач.

Наиболее разработанной в настоящее время задачей теплообмена в грунте с фазовыми переходами насыщающей влаги является так называемая задача Стефана.

В постановке Стефана уравнение теплопроводности приходится решать отдельно для талой и мерзлой зон с нелинейным условием стыковки на неизвестной границе раздела. Введя понятие эффективной теплоемкости Сэ и используя представление о процессе замерзания поровой влаги в диапазоне отрицательной температуры, получаем для всей области одно квазилинейное уравнение теплопроводности:

дТ Э Г, Э7Л Э(, Э7Л „„ дТ „„ Э7"

Сэ Э/ дх

дх ) Эдм ду

-СУ^---СУ,

где I - время; А. - коэффициент теплопроводности; Св - теплоемкость воды; К, Уу- горизонтальная и вертикальная составляющие скорости фильтрации.

Фильтрационный режим системы плотина-основание описывается нелинейным уравнением

Э

+ — ду

/

ду

= 0, (12)

где к - коэффициент фильтрации, зависящий от температуры Т и пьезометрического напора Н.

Особенностью фильтрационного расчета является зависимость коэффициентов фильтрации от-температурного и фильтрационного полей в расчетный момент времени. Такая постановка позволяет учитывать изменение положения талых зон в сооружении и основании, а также в случае необходимости определить положение кривой депрессии. Расчетную модель замыкают начальные и граничные условия.

Теплофизические характеристики грунтов и температурные воздействия носят случайный характер, поэтому необходимо поставленную температурно-влажностную задачу решать в вероятностной постановке.

В качестве примера расчета рассмотрена плотина мерзлого типа, конструкция которой была предложена применительно к условиям Амгуэмского гидроузла.

В силу конкретных особенностей плотины расчет температурных и фильтрационных полей в ее основании выполнялся независимо от плотины, а взаимодействие с ней учитывалось граничными условиями.

На первом этапе решалась задача в детерминистической постановке.

Анализ результатов показывает, что с момента начала эксплуатации плотины происходит непрерывная деградация мерзлой толщи грунта под водохранилищем и нижнем бьефом и промерзание подруслового талика под подошвой плотины, который образует единое целое с плотиной. После полной деградации мерзлоты под водохранилищем и нижним бьефом по прошествии примерно 130 лет в основании под мерзлым массивом появится фильтрационный поток, который может вызвать оттаивание массива снизу.

Задача в вероятностной постановке решалась следующим образом. Теплофизические и фильтрационные характеристики грунтов основания считались случайными величинами с нормальным распределением. Математические ожидания этих величин совпадали со значениями, которые использовались при детерминистическом расчете. Коэффициенты вариации принимались равными 0,25. Под отказом сооружения буцем понимать полную деградацию мерзлоты под водохранилищем и нижним бьефом. Анализ полученных результатов показывает: вероятность Q того, что отказ сооружения произойдет раньше, чем через 100 лет (срок службы сооружения), равна 0,022. Такая вероятность отказа за срок службы для сооружений первого класса не может считаться допустимой.

Таким образом, вероятностный расчет в отличие от детерминистического указывает на необходимость повышения надежности сооружения.

При уточнении характеристик грунтов основания, приводящим к уменьшению коэффициента вариации до 0,15, вероятность отказа сооружения до истечения срока службы уменьшается на порядок (£) = 0,0019).

Описание сейсмического воздействия любым детерминированным законом без учета фактора случайности не соответствует действительной картине землетрясения. Обработка записей сейсмических воздействий дает очень большое разнообразие спектрального состава акселерограмм сильных землетрясений, записанных не только в различных регионах земли, но и в одном сейсмическом районе. Это обстоятельство объясняется очень многими факторами: строением очага землетрясения, условиями прохождения волн через различные геологические структуры, координатами эпицентра и многим другим.

Исследование влияния изменения прочностных свойств контурного слоя криогенной структуры, сформировавшейся в поверхностной области низовой упорной призмы грунтовой плотины (на примере Усть-Сред-26

неканского ГУ), на сейсмическую устойчивость сооружения проводилось с использованием напряженно-деформированного состояния, полученного методом конечных элементов, при интенсивности сейсмического воздействия 7 баллов.

Коэффициент сейсмической устойчивости К5 определяется,как отношение моментов удерживающих и сдвигающих сил относительно центра дуги, ограничивающей отсек потенциального обрушения:

где агг, т. - компоненты напряжений в полярной системе координат с полюсом в центре дуги скольжения; ф, с - прочностные характеристики грунтов.

В результате проведенных вычислений были выбраны параметры кривых, обладающих минимальным коэффициентом статической устойчивости при варьируемых характеристиках прочности переходного слоя криогенной структуры. В процессе сезонного переформирования льдогрунтовой зоны в поверхностной области низовой упорной призмы происходит изменение физико-механических свойств контурного слоя мерзлого образования.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Зависимость коэффициентов устойчивости от сцепления и угла внутреннего трения переходного слоя мерзлой зоны

с, т/м2 Ф° К,

0,30 8°/10° 0,932/1,002 1,416/1,518

0,35 8°/10и 0,937/1,007 1,422/1,525

0,40 8710° 0,942/1,012 1,429/1,532

На основе детерминистического расчета сейсмостойкости грунтовой плотины Усть-Среднеканской ГЭС по линейно-спектральной методике проведен вероятностный анализ сейсмостойкости данной плотины.

Вероятность того, что коэффициент устойчивости будет больше единицы определяется по формуле

>1) = 0,5 + 0,5егГ

( 1 ^ тк.

(14)

42Ск

где тк , ак - математическое ожидание и стандарт коэффициента

^ и

устойчивости, егГ(м) = —7= I ехр(-г2)^ - функция ошибок.

Подставив в (16) значения тк , ак имеем Р 1) = 0,516.

Таким образом, вероятность выполнения условия сейсмостойкости плотины будет всего лишь чуть больше 50%. В этих условиях считать плотину сейсмостойкой нельзя.

Используя выражение (16), можно определить при каких значениях коэффициента К , соответствующего с = 0,3 т/м2 и ф = 10°, плотину можно было бы считать сейсмостойкой. Так вероятность Р (К> 1) > 0,99, если К$> 1,082, и Р (К> 1) > 0,999, если К> 1,109.

На основе модели грунта, приведенной в главе 3, проведен расчет сейсмостойкости грунтовой плотины Тельмамской ГЭС с использованием динамической теории.

Расчет с учетом нелинейной деформативности грунта требует выбора критерия сейсмостойкости. В качестве таких критериев были выбраны следующие:

а) максимальная остаточная горизонтальная деформация в теле плотины (расчетная область И)

Г^тахе'ОО, (15)

б) средняя остаточная горизонтальная деформация по зоне £>, области £>, нормированной по площади Ф

|ер0>)4У

У _, (16)

2 Ф

в) максимальное значение второго инварианта тензора пластических деформаций

V, = шах./2 (у)',

(17)

г) средняя остаточная деформация по контуру плотины (кроме основания)

у = _, (18)

4 I

где к - множество точек контура; / - линейный размер, по которому проводится нормирование.

Расчет проводился методом прямой линеаризации и для трех случаев были получены следующие значения годовых вероятностей нарушения критериев К, - У4:

а) без учета льдообразований в теле плотины - <3 = 2,26-101/шд;

б) максимальное льдообразование на конец зимы - 0= 1,76-1041/год;

в) минимальное льдообразование на конец лета — () = 1,64-10"3 1/год.

Для повышения сейсмостойкости грунтовых плотин в северных районах (в том числе и на случай повышения сейсмичности в створе сооружения в результате деградации вечной мерзлоты) предлагается льдогрун-товый динамический гаситель сейсмических колебаний (ДГК), представляющий собой верхнюю часть плотины, омоноличенную льдоцементными связями.

Эффективность ДГК можно оценить следующим образом

О ' (19)

Идгк

где <2ДГК~ вероятность несоблюдения условия сейсмостойкости плотины с ДГК; - тоже для плотины без ДГК.

Вероятности <2т и Одгк определяются через плотности распределения р(Кл) и/?(Кдгк) случайных величин Кл и К,Г1< (где Упл и Кдгк критерии сейсмостойкости (15) — (18) для плотины без гасителя и с гасителем колебаний соответственно).

Для определения эффективности льдогрунтового ДГК решалась динамическая задача, аналогичная предыдущей, с такими же значениями вероятностных и детерминистских характеристик. Выполненные расчеты показали, что для критериев сейсмостойкости К, - У4 значения коэффициента эффективности ДГК находятся в следующих пределах: К = 15 20.

В пятой главе предлагается методика оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации. Рассматривается оценка состояния сооружений с использованием диагностических параметров. Анализируется ценность диагностических параметров и точность расчета надежности. Поднимаются проблемы увеличения информативности натурных данных при определении надежности гидросооружений и изменения надежности сооружений в процессе эксплуатации.

Для более детального изучения применения статистических методов к гидротехническим сооружениям рассмотрим определение состояния ледового водосбросного устройства в зависимости от скорости х его оттаивания и температуры Г ледовой оболочки.

Пусть состояние ледового водосброса характеризуется двумя диагнозами:

D, (номинальная толщина) - математическое ожидание скорости оттаивания

tnX] =4 см/час; стандарт ö^ = 1 см/час;

D2 (недостаток толщины) - математическое ожидание скорости оттаивания

тХ2 — 7 см/час; стандарт Cf^ = 1 см/час.

Априорная вероятность режима D}: Pl = 0,9, а режима D2 : Р= 0,1. Определим значение скорости оттаиваниях0, такое что при х<х0 состояние ледового водосброса можно отнести к диагнозу £>,, а при х > х0 - к диагнозу Dr

Воспользуемся методом минимального риска. В этом случае

К j. л °2 ■ Р2СП хо =-К, +"> )--In-,™, (20)

Пусть цена пропуска дефекта на порядок выше цены ложной тревоги,

С

т.е. —— = 10 . Назначение такого соотношения вполне оправданно, так как С21

оттаивание водосброса до окончания паводка (пропуск дефекта) принесет значительно больший экономический ущерб, чем введение дополнительных мер по сохранению водосброса при ложной тревоге.

При приведенных выше численных значениях параметров, входящих в выражение (20), получено следующее значение для скорости оттаивания

хд: хп = 5,465 см/час, т.е. если текущее значение скорости оттаивания не превышает данного значения, то водосброс находится в состоянии £>р при больших скоростях оттаивания водосброс переходит в состояние £>г

Вероятности ложной тревоги, пропуска дефекта и средний риск в этом случае, будут следующими.

Вероятность ложной тревоги: Р2, = 73, |*/(х | В1)с1х =

1-егГ

г "Л

42а

:6,45-10-2.

/у

до

Вероятность пропуска дефекта: /¡2 = Р2 J /Ос | П2 )с1х -

Р2

о

1-егГ

г \\

тх2 ~хо

л/2а

= 6,95-10Л

JJ

Средний риск: Я = СпРп + СпРп = 7,15-10 2.

При наличии зоны неопределенности, если скорость оттаивания водосброса х < 5,25 см/час, то водосброс находится в состоянии 7^; если д:> 6,23 см/час, то водосброс находится в состоянии Л,.

При 5,25 см/час < х < 6,23 см/час необходимы дополнительные сведения для определения состояния водосброса.

Вероятность ложной тревоги - 1,17-102, вероятность пропуска дефекта - 3,95-10"5, средний риск - 0,103.

Таким образом, при наличии зоны неопределенности величина среднего риска увеличилась примерно в 1,5 раза.

Как уже отмечалось, оценку состояния гидротехнического сооружения .можно производить как с помощью диагностических методов, так и решая задачу идентификации параметров используемой модели сооружения. Данные подходы к оценке эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений имеют определенную связь между собой.

Сравнение подходов рассмотрим на примере ледового водосброса, через который пропускается паводковый поток.

В качестве диагнозов Вх и В2 рассмотрим следующие:

1) И: хе [4 см/ч ; 6 см/ч], где л: - скорость оттаивания ледового водосброса;

г

\

2) D2: x g [4 см/ч ; 6 см/ч].

В отличие от ранее рассмотренных случаев диагноз £), соответствует нахождению скорости оттаивания в оптимальном промежутке значений, а диагноз D2 соответствует случаю, когда скорость оттаивания либо больше, либо меньше оптимального значения. Данная градация состояний ледового водосброса позволяет учесть случай, когда после завершения паводка остается ледовая оболочка значительной толщины, что приводит к дополнительным затратам на ее удаление.

В качестве контроля за скоростью оттаивания используются датчики температуры, устанавливаемые в теле ледового водосброса.

Пусть на расстоянии 10 см от поверхности ледового водосброса (z = 0,1 м) были замерены следующие значения температуры:

Т' * = - 9,64 °С в начальный момент времени (т, = 0) ; Т2 = = - 8,64 "С в момент времени т2 = 0,5 ч; Т' = - 6,92 °С при т3 = 1,0 ч; Т' = =- 4,37 °С в момент времени т4 = 1,5 ч.

Скорость оттаивания в первом приближении можно считать нормально распределенной случайной величиной. Получены следующие значения математического ожидания и стандарта скорости оттаивания: тх = 5 см/ч; Ол = 1,35 см/ч. С помощью этих данных определены вероятности диагнозов D{ и D1:

P(D{) = Р(4 см/ч <х<6 см/ч) = 0,54; P(D2) = 1 - P(Dt) = 0,46.

(Здесь учтено, что Р(х, <х<х„) = 0,5[erf ((тх-х,

+ erf - mj / где erf (•) - функция ошибок).

Принимая математическое ожидание и стандарт начальной температуры ледовой оболочки равными тТ--10 "С, gt = 1 °С, соответственно, получим: ДК*|£>,) = 4,84-10"2, />(А"| D2) = 0,685-Ю 2.

Используя формулу Байеса, найдем вероятности диагнозов Dx и D2:

P(D{ | К") = 0,892 ; Рф2 |JT) = 0,108 .

Получим теперь значения вероятностей P(D{ | /Г) и P(D21 К") с использованием решения задачи идентификации.

Задача идентификации скорости оттаивания ледового водосброса решалась с использованием метода функций чувствительности.

В результате проведенных расчетов получено следующее значение скорости оттаивания: = 5,25 см/ч.

С учетом погрешности измерений среднее квадратичное отклонение скорости оттаивания выбирается в размере 10% от х': а = 0,525 см/ч.

Тогда вероятность диагнозов Dj и £>2 у объекта пределяется следующим образом

P(Dl | х) - 0,5-[erf ((У -х,)/ -До) + erf ((*.. - х) /^2 а)] = 0,915, P(D21 х') = 1 - | х') = 0,085.

Таким образом, значения вероятностей диагнозов Z)[ и D2 при условии наличия у объекта комплекса признаков Л* отличаются менее, чем на 3%. Это подтверждает возможность взаимного дополнения двух предложенных методов для оценки эксплуатационной надежности ГТС и их элементов.

В технической диагностике очень важное значение имеет описание объекта в системе признаков, обладающих большой диагностической ценностью. Использование неинформативных признаков не только оказывается бесполезным, но и снижает эффективность самого процесса диагностики, создавая помехи при распознавании.

Главный принцип, используемый в дальнейшем изложении, состоит в следующем: диагностическая ценность признака определяется информацией, которая вносится признаком в систему состояний.

Центральное место в теории информации занимает понятие энтропии системы. Энтропия характеризует степень неопределенности системы и определяется следующим образом

п

H(D)=-^P(Di)\og2P(Di), (21)

где P(D) - вероятность /- го (г = 1, 2,..., п) состояния системы D.

Величина информации определяется как разность неопределенностей (энтропии) системы до и после получения информации. Если начальная энтропия системы равна H(D), а после получения информации она составляет //,(/>), то внесенная информация

J = H(D) - H,{D). (22)

Диагностическая ценность обследования учитывает все возможные реализации признака и представляет собой математическое ожидание величины информации, вносимой отдельными реализациями. Принято считать диагностической ценностью обследования по признаку к для диагноза D величину информации, вносимую всеми реализациями признака к. в установление диагноза D.:

(*,) = | Д.)1о82 р{к/(}В'). (23)

Так как величина (к) относится только к одному диагнозу О., то она называется частной диагностической ценностью обследования по признаку к..

Кроме понятия частной вводится понятие общей диагностической ценности обследования по признаку к для всей системы диагнозов 1>, определив ее как количество информации, вносимое обследованием в систему диагнозов:

я

= (к)- (24)

/=1

Реализация предложенных подходов к оценке диагностической информации показана на примере ледового водосбросного устройства. На основе имеющихся расчетных и экспериментальных данных рассматриваются три состояния (диагноза) водосброса: £), - толщина водосброса избыточная; £>2 - толщина водосброса номинальная; £>3 - толщина водосброса недостаточная.

Проверяются два признака: - температура ледовой оболочки; к2 — температура паводкового потока. Каждый из рассматриваемых признаков имеет три возможные реализации: кп, кп, к1Ъ и к21, кгу к2г - температура ледовой оболочки и паводкового потока ниже номинальной, номинальная, выше номинальной, соответственно.

Исходная энтропия ледового водосброса определяется из соотношения (23): ЩП) = 0,930. Значение энтропии //,(/)) после получения информации и самой полученной информации представлены в табл.2.

Таблица 2

Результаты расчетов вероятности диагнозов, энтропии и полученной информации

п=1 п=1 Л=1 п=2 п=2 п=2 п=3 п=3 п=3

ш=1 т=2 т=3 т= 1 т=2 т-3 т=1 т=2 т=Ъ

0,83 0,18 0,35 0,07 0,003 0,01 0.15 0,01 0,01

0,16 0,81 0,50 0,92 0,994 0,92 0,50 0,81 0,16

0,01 0,01 0,15 0,01 0,003 0,07 0,35 0,18 0,83

нт 0,69 0,77 1,45 0,45 0,06 0,45 1,45 0,77 0,69

У 0,24 0,16 -0,52 0,48 0,87 0,48 -0,52 0,16 0,24

Значения частной и общей диагностической ценности обследования представлены в табл. 3.

Таблица 3

Значения частной и общей диагностической ценности обследования

(к>) (*,)

К, 1,61 0,069 1,61 0,377

Кг 1,00 0,037 1,00 0,230

Таким образом, наибольшей диагностической ценностью при оценке состояния ледового водосброса обладает признак к1 (температура ледовой оболочки). Кроме того, диагностическая ценность признаков кх и к2 наибольшая при определении диагнозов £>( и Ву При определении диагноза Э2 диагностическая ценность признаков к{ и /с, практически равна нулю.

При расчетах надежности грунтовых гидросооружений появляются погрешности, вызванные неточностью принятой расчетной модели и конечностью выборок, используемых для определения исходных данных. Реальный процесс всегда сложнее принимаемой расчетной модели, что приводит к так называемым методическим погрешностям. Другая погрешность связана с применением в расчетах исходных статистических данных. Результатом расчета является точечная оценка (или плотность оценки) надежности. Когда статистические выборки, по которым определялись исходные параметры, малы, тогда, кроме точечной оценки надежности, следует определять еще и точность расчета точечной оценки, т.е. в конечном итоге рассчитывать интервальную оценку надежности.

Методику интервальной оценки надежности продемонстрируем на следующем примере. Пусть надежность грунтового гидросооружения определяется как вероятность отсутствия явлений разжижения при динамическом (сейсмическом) воздействии:

Р = Р(ткр>х), (25)

где т - динамические сдвиговые напряжения, возникающие в водо-насыщенных несвязных грунтах сооружения и основания; ткр - критические значения динамического напряжения.

Будем считать напряжения т и т случайными величинами, распределенными по нормальному закону. Пусть для некоторого элемента сооружения, в котором возможно разжижение грунта при динамическом воздействии, известны точечные оценки математического ожидания и стандарта случайных величин т~ и ткр :

т~ = 30 кПа; а- = 4,5 кПа; = 50 кПа; о^ = 10 кПа

В этом случае точечная оценка гауссовой надежности Ру = 1,834, и,

следовательно, точечная оценка надежности Р" = 0,967.

При доверительной вероятности Р = 0,9 истинная надежность сооружения находится в пределах от 0,944 до 0,981, а нижняя граница одностороннего интервала при доверительной вероятности равной нижней границе интервала:

Рн =РН* =-+-ег£ н н 2 2

Р'

т

■72(1 +а .)

= 0,945.

В процессе эксплуатации гидротехнических сооружений возникает большое количество причин, повышающих и понижающих их надежность.

Полагаем, что увеличение надежности гидросооружения возможно лишь в моменты технического обслуживания и проведения проверок из-за устранения неисправностей и замены ряда приборов и элементов на новые или более совершенные. В периоды между проверками надежность сооружения постепенно снижается в результате выработки ресурса.

Можно считать, что надежность гидросооружения на интервалах между проверками падает по экспоненциальному закону:

Р(1) = Р„-(Р„-Р0)е-Э: (26)

Зная предельное Рт и начальное Р0 значения надежности, а также ее оценку Р в некоторый момент времени , можно определить параметр Э, характеризующий эффективность изменения надежности за счет совместного влияния устранения отказов, старения техники и т.д.

1к гк

Таким образом, оценив параметр Э по результатам имеющихся данных на текущий момент времени I, можно прогнозировать величину надежности сооружения в произвольный момент времени I.

В шестой главе излагается подход к комплексной оценке риска с учетом различных факторов на этапах проектирования и эксплуатации сооружений. Представляются основные методы анализа и оценки риска сложных технических систем. Приводятся примеры оценки риска различных

грунтовых ГТС (дамбы хвостохраннлища горнорудного комбината и грунтовой плотины Колымской ГЭС).

Оценка надежности дамбы хвостохраннлища при землетрясении проводилась с учетом случайного характера параметров грунтов и сейсмического воздействия.

Схема такого расчета была следующей.

а) Определяются вероятности отказа сооружения из-за обрушения откоса или разжижения водонасыщенных грунтов при землетрясении интенсивностью 1т баллов (/ = 7, 8, 9). Расчеты ведутся согласно действующим нормам.

Коэффициент устойчивости откоса ЛГ и динамические сдвиговые деформации ^ в водонасыщенных зонах сооружения от воздействия сейсмических нагрузок являются функциями случайных параметров ак , к= 1,2,... (где <Хк - характеристики грунта и землетрясения).

Исследования изменчивости свойств материалов показывают, что физико-механические характеристики грунтов тела дамб и их оснований, за исключением некоторых случаев, подчиняются нормальному или логнор-малыюму законам распределения.

Пусть параметры а.к - нормально распределенные случайные величины с математическими ожиданиями т и дисперсиями . Для определения математических ожиданий и дисперсий коэффициента устойчивости (тК, а2к и сдвиговых деформаций (тс, а2с ) воспользуемся методом прямой линеаризации.

В этом случае искомые вероятности отказа сооружения будут следующими:

- вероятность обрушения откоса при землетрясении интенсивностью 1т баллов Р{Отг 11п) определяется как вероятность того, что коэффициент устойчивости откоса К окажется меньше единицы

- вероятность разжижения водонасыщенных несвязных и малосвязных грунтов тела дамбы при землетрясении интенсивностью / баллов Дбрж1 О определяется как вероятность того, что динамические сдвиговые деформации превысят значения критических деформаций

I I 1 1 _г К

Р(<2 / ) = Р{К < 1 / )= — ;

^отх' т> ! т> 2 2 л/2 ак

1 1

(28)

/

РШгж\1т) = Р(ёи.>^\1т) = 2~1еТ1:

{-ко л

(29)

\

б) Определяется вероятность отказа сооружения при землетрясении интенсивностью / баллов

т

Р(в1 /„,) = 1 - [1 - Р(ат | /„)]•[! - РЦ2рж I /„)]. (30)

в) По формуле полной вероятности определяется вероятность отказа сооружения при землетрясении

а=Е тюрю, 01)

т

где Р(1т) - вероятность однократного появления землетрясения интенсивностью / баллов.

т

Для аппроксимации повторяемости землетрясений применяется модель Пуассона

/ N

т„

т.

(32)

где т0 - срок службы сооружения; т — период повторяемости землетрясения интенсивностью / баллов.

т

г) Полученная вероятность отказа Q сравнивается с допустимой о оп . При выполнении условия

й < <2 (33)

^доп 4 1

сооружение считается сейсмостойким.

Для сооружений II -го класса капитальности, каковыми являются большинство дамб хвостохранилищ, ежегодная вероятность разрушения не должна превышать 10 3 1/год.

Расчетное поперечное сечение тела дамбы приведено на рис.2.

Случайными считались следующие прочностные и деформационные характеристики грунтов (как наиболее сильно влияющие на устойчивость дамбы):

- угол внутреннего трения и сцепление илов (слой №2, рис.2);

- угол внутреннего трения песков (слой №5, рис.2);

- осредненный динамический модуль упругости тела дамбы.

Остальные грунтовые характеристики считались детерминированными. Сейсмическое ускорение в пределах расчетного балла принималось как случайная величина, распределенная по нормальному закону. На рис. 3-5 представлены результаты детерминистических расчетов дамбы хвостохранилища при землетрясении интенсивностью 9 баллов.

Результаты вероятностных расчетов представлены в табл.4 (при определении вероятности разжижения водонасыщенных несвязных грунтов тела дамбы при землетрясении критическое значение сдвиговой деформации

принималось равным 5-Ю"1).

Таблица 4

Результаты вероятностных расчетов сейсмостойкости дамбы хвостохранилшца

Расчетные случаи т(К5) тСЕ..) РСйогк I и Р(йрж | и

/7 = 7 бал. 1,57 0,135 5,7-Ю"5 2,9-10*ш 0,060 0,0

/8 = 8 бал. 1,31 0,210 8,6-Ю"5 9,1-Ю"10 0,250 0,0

1д = 9 бал. 1,17 0,219 1,2-Ю"4 2,3-10"9 0,358 0,0

Как показали расчеты (табл. 4) возможность разжижения водонасыщенных несвязных грунтов дамбы можно не учитывать (вероятность этого события практически равна нулю),что означает - вероятность отказа дамбы при землетрясении определяется только вероятностью обрушения откоса.

Таким образом, вероятность отказа сооружения при землетрясении: бс = 4,82-10-2.

С учетом срока службы сооружения, годовая вероятность отказа дамбы хвостохранилища: О' = <2с / тц = 4,82-104 Угод.

Получившееся значение вероятности отказа меньше допустимой для данного класса сооружении ((2лоп = Ю*3 1/год), тем самым надежность дамбы хвостохранилшца при землетрясении можно считать обеспеченной.

Рис.3. Круглоцилиндрическая поверхность сдвига. Минимальный коэффициент устойчивости Кг = 1,17; радиус дуги - 386,5 м.

Рис.4. Ломаная поверхности сдвига. Минимальный коэффициент

устойчивости К5 = 1,28; радиус дуги 1 - 193 м.

Рис. 5. Изолинии динамических сдвиговых деформаций, возникающих в поперечном сечении дамбы хвостохранилища при сейсмическом воздействии интенсивностью 9 баллов.

Колымский гидроузел построен в Магаданской области в условиях резко континентального климата: среднегодовая температура - 12°С, минимальная температура — ниже -60°С.

Каменно-набросная постоянная плотина имеет высоту 130 м, длину по гребню 750 м и ширину по гребню 15 м.

Для оценки надежности плотины при землетрясении на первом этапе решалась детерминистическая задача по определению тотального напря-40

женно-деформированного состояния (НДС) при особом сочетании нагрузок, включающем сейсмическое воздействие.

Вероятностный расчет устойчивости откосов плотины Колымской ГЭС, основанный на проектных данных о физико-механических характеристиках грунтов, а также на рандомизации детерминистического расчета по определению динамических напряжений, развивающихся в теле сооружения дает следующий результат:

Годовая вероятность обрушения откоса при землетрясении равняется Q = 2,8-10~51/год, что является вполне приемлемым результатом для сооружения I класса.

Натурные данные показали увеличение прочностных и деформационных характеристик грунтов тела плотины (в первую очередь ядра плотины), связанное с наличием относительных деформаций уплотнения суглинка и действующих в ядре вертикальных напряжений сжатия.

Натурные данные температурного состояния тела плотины также показывают увеличение соответствующих характеристик в низовой упорной призме плотины из-за установления в ней постоянного отрицательного температурного режима. Таким образом, по данным натурных наблюдений можно сделать вывод о росте прочностных характеристик грунтов ядра плотины в среднем на 15%, а динамических деформационных характеристик грунтов тела плотины - на 20%.

Далее, считая вероятность отказа плотины, полученную на основе проектных данных о характеристиках грунтов, за априорную и используя методику оценки эксплуатационной надежности грунтовых ГТС на основе метода Байеса, получено новое значение годовой вероятности отказа плотины при землетрясении: £>= =1,5-10"5 1/год.

Таким образом, учет натурной информации о состоянии плотины Колымской ГЭС позволяет сделать вывод об уменьшении вероятности отказа сооружения при землетрясении по сравнению с проектными данными.

Заключение

В ходе диссертационных исследований по решению важной народно-хозяйственной проблемы повышения безопасности проектируемых и эксплуатируемых грунтовых гидротехнических сооружений в сложных природно-климатических условиях автором были поставлены и решены следующие основные задачи, имеющие как методологическое, так и практическое значения.

1. Проанализированы причины аварий и нарушений на грунтовых гидротехнических сооружениях, а также особенности их строительства и эксплуатации в сложных природно-климатических условиях. Представлен анализ мирового опыта количественных оценок риска аварий гидросооружений и основных подходов к оценке надежности. Выявлено, что одной из существенных причин, способствующих возникновению различных аварий и нарушений на гидротехнических объектах, является то, что во многих странах (в том числе и в России) ГТС стали возводить в сложных природно-климатических условиях.

2. На основе синтеза представлений и методов двух основных разделов теории надежности (теории надежности сооружений и конструкций и теории надежности сложных технических систем) сформулирована методология исследований надежности грунтовых ГТС, включающая оценку надежности сооружений на этапах проектирования и эксплуатации.

3. Рассмотрено влияние температурных и сейсмических природно-климатических условий на надежность грунтовых ГТС, включая вопросы влияния температуры на физико-механические свойства грунтов и изменения состояния грунтов при сейсмических воздействиях с оценкой возможности разжижения водонасыщенных несвязных грунтов плотин и их оснований. Показано, что недостаточный учет данных условий может привести к существенной погрешности при оценке надежности грунтовых ГТС.

4. Разработана методика оценки проектной надежности грунтовых ГТС на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов, определяющих параметрическую надежность гидросооружений. На конкретных примерах (плотины Ам-гуэмекой, Тельмамской, Усть-Среднеканской ГЭС) представлены оценка надежности грунтовой плотины при землетрясении с использованием нелинейной модели грунта и учет влияния оттаивающего грунта на устойчивость сооружения. Показано, что при проектировании грунтовых ГТС в районах с суровыми климатическими условиями (особенно в условиях повышенной сейсмичности) необходимо учитывать изменение характеристик грунта при сезонном промерзании и оттаивании, так как не учет данного явления может привести к значительной ошибке в определении надежности сооружения. Дана оценка эффективности льдогрунтового динамического гасителя колебаний, используемого для повышения сейсмостойкости грунтовых плотин.

5. Разработана и предложена методика оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем. На конкретных при-42

мерах (плотина Колымской ГЭС и дамба хвостохранилища, расположенного в Ставропольском крае) представлены оценки эксплуатационной надежности грунтовых ITC. Проведенные расчеты надежности грунтовой плотины Колымской ГЭС показали, что за счет увеличение прочностных и деформационных характеристик грунтов тела плотины, связанное с наличием деформаций уплотнения суглинка и действующих в ядре вертикальных напряжений сжатия, а также с установлением в низовой упорной призме плотины постоянного отрицательного температурного режима, надежность сооружения повысилась в два раза.

6. Предложен и на тестовых примерах выполнен анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых ГТС на основе теории информации и понятии информационной энтропии системы. Применение предложенного подхода позволит уже на стадии проектирования выявить диагностические параметры, несущие наибольшую информацию о состоянии сооружения при его эксплуатации, что повышает эффективность самого процесса диагностики.

7. Представлены й на тестовых примерах отработаны методы интервальной оценки надежности и методы оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации, основанные на том, что увеличение надежности гидросооружения возможно лишь в моменты технического обслуживания, ремонта и реконструкции сооружения, а в периоды между проверками надежность сооружения постепенно снижается в результате выработки ресурса.

Основные положения диссертации освещены в следующих работах:

1. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Кривоногова Н.Ф. Пропуск паводков через ледовые водосбросные устройства грунтовых и бетонных плотин // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1989. - Т. 216. С. 43-46.

2. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Кривоногова Н.Ф. Управление скоростью оттаивания ледовых водосбросных устройств // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1989. - Т. 216. - С. 47-50.

3. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Управление динамической реакцией грунтовых плотин с использованием динамических льдогрунтовых гасителей колебаний // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1989. - Т. 216. - С. 39-43.

4. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Кривоногова Н.Ф. Оценка скорости оттаивания ледовых водосбросных устройств, взаимодействующих с

паводковыми потоками, при отсутствии и наличии термоизоляционных слоев // Материалы «ИМГТ-88»: Энергоатомиздат, Лен. отд., 1989, С. 118-121.

5. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Динамические гасители колебаний грунтовых плотин талого и мерзлого типов, строящихся в сейсмических районах // Информэнерго, 1990, № 11, С. 3-5.

6. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Ледовые водосбросные конструкции с управляемой скоростью оттаивания // Информэнерго, 1990, № 12, С. 1-3.

7. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Игольников Г.А. Грунтовая плотина//A.C. № 1693180.

8. Финагенов О.М. Идентификация относительного коэффициента теплообмена//Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1990. Т. 221. - С. 9497.

9. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Надежность ледовых водосбросных устройств гидротехнических сооружений в северной строительно-климатической зоне //Материалы «Лед-89»: Энергоатомиздат, Лен. отд., 1991. С. 160-163.

10. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Альберт И.У. Льдогрунтовые динамические гасители сейсмических колебаний плотин из грунтовых материалов // Материалы «Лед-89»: Энергоатомиздат, Лен. отд., 1991. С. 163-166.

11. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Шаталина И.Н., Пышкин О.Б. Активный способ управления температурным режимом системы «сооружение-основание» с помощью терморегулирующнх модулей (ТРМ) // Материалы «Лед-89»: Энергоатомиздат, Лен. отд., 1991. С. 166-170.

12. Финагенов О.М., Шульман С.Г., Стефанишин Д.В. Оценка безопасности грунтовых плотин в сложных природных условиях на основе системного подхода // Тезисы докладов: Вычислительный центр СО АН СССР, Новосибирск, 1991. С. 102.

13. Финагенов О.М., Шульман С.Г., Хорьков В.И., Стефанишин Д.В. Методы оценки надежности грунтовых плотин, возводимых в сложных природных условиях (системный подход) // Тезисы докладов: ВНТОЭ, Л., 1991. С. 48-49.

14. Финагенов О.М. К оценке вероятности отказа ледового водосбросного устройства // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1991. -Т. 225. - С. 76-79.

15. Финагенов О.М. К оценке вероятности отказа льдогрунтового динамического гасителя колебаний // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1991.-Т. 225. -С. 79-83.

44

16. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Шульман С.Г. Ледовые водосбросы: Конструкции и расчетно-экспериментальные обоснования // СПб: ВНИИГ, 1992, 48 с.

17. Пепоян B.C., Стефанишин Д.В., Финагенов О.М. Методика вероятностной оценки сейсмостойкости накопителей (золоотвалов и хвос-тохранилищ) // Материалы конф. и совещ. по гидротехнике. Основные направления совершенствования исслед. и проектирования энерг. объектов (ТЭС и АЭС): ВНИИГ, 1992. С. 33-36.

18. Гибянская Е.Д., Финагенов Ö.M. Сейсмостойкость грунтовой плотины при наличии льдогрунтового динамического гасителя колебаний // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1993. - Т. 227. - С. 34-38.

19. Finagenov О.М., Shulman S.G., Goldin A.L. Reliability of embankment dams with regard to earthquakes // Proceedings XIIIJCSMFE,

New Delhi - January, 1994.

20. Финагенов О.М. Вероятностный анализ прочности и устойчивости грунтовых гидротехнических сооружений в криолитозоне // В кн.: Актуальные проблемы прочности материалов и конструкций при низких и криогенных температурах: Тез. докл.- СПб: СПбГАХПТ, 1997, С. 65-66.

21. Финагенов О.М. Методика вероятностной оценки сейсмо-устой-чивости откосов грунтовых плотин в районах с суровым климатом // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1997. - Т. 233. - С. 38-42.

22. Финагенов О.М., Стародубцева Г.Л. Вероятностная оценка тем-пературно-влажностного состояния грунтовых сооружений и оснований // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1997. - Т. 233. - С. 42-47.

23. Финагенов О.М. К оценке надежности грунтовых плотин с учетом различных моделей деформирования грунта при динамических воздействиях // Тезисы докладов международной конференции "Средства математического моделироваЕшя" - СПб: СПбГТУ, 1997, С. 108.

24. Финагенов О.М. Математическое моделирование взаимодействия потоков воды с ледовыми и льдогрунтовыми гидротехническими сооружениями // Тезисы докладов международной конференции "Средства математического моделирования" - СПб: СПбГТУ, 1997, С. 108.

25. Глаговский В.Б., Финагенов О.М. Расчетная оценка устойчивости гидротехнических сооружений при сейсмических нагрузках // Сборник докладов международной конференции "Средства математического моделирования" - СПб: СПбГТУ, 1998, С. 86-90.

26. Финагенов О.М. Оценка эксплуатационной надежности ледовых и льдогрунтовых гидротехнических сооружений на основе диагностической информации // В кн.: Актуальные проблемы механики, прочности и теп-

лопроводности при низких температурах: Тез. докл.- СПб: СПбГАХПТ, 1998, С. 74-77.

27. Шульман С.Г., Финагенов О.М. Оценка надежности системы "сооружение-основание" с учетом изменения состояния грунтов при динамических воздействиях // Сейсмостойкое строительство, 1998, № 2, С. 5-6.

28. Финагенов О.М. Надежность грунтовых сооружений и оснований // Доклады 55-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета. Часть I - СПб: СПбГАСУ, 1998, С. 92-95.

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

30. Финагенов О.М. Анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности ледовых и льдогрунтовых сооружений // В кн.: Актуальные проблемы механики, прочности и теплопроводности при низких температурах: Тез. докл. V научно-технического семинара. - СПб: СПбГАХПТ, 1999, С. 36-38.

31. Финагенов О.М., Шульман С.Г. К вопросу оценки эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1999. - Т. 234. - С. 7-15.

32. Финагенов О.М. Использование гиперболической модели деформирования грунта для оценки устойчивости грунтовых сооружений и оснований // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1999. - Т. 234. - С. 35-41.

33. Глаговский В.Б., Финагенов О.М., Шульман С.Г. Оценка безопасности грунтовых плотин при сейсмических воздействиях // 3-я Российская конференция по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию (тезисы докладов). - М., 1999, С. 126.

34. Finagenov О.М., Shulman S.G. Diagnostics and Operational Reliability of Embankment Dams and Hydraulic Structures // Proceedings of "99 International Conference on Dam Safety and Monitoring": CHINA BOOK PRESS, 1999, P. 166-169.

35. Glagovsky V.B., Finagenov O.M. Assessment of Embankment Dams Safety under Seismic Impacts // Proceedings of "99 International Conference on Dam Safety and Monitoring": CHINA BOOK PRESS, 1999, P. 182-185.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Основные проблемы оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях

1.1. Причины аварий и нарушений на грунтовых гидротехнических сооружениях

1.2. Особенности строительства и эксплуатации грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях

1.3. Анализ мирового опыта количественных оценок риска аварий гидротехнических сооружений

1.4. Основные подходы к оценке надежности грунтовых гидросооружений

1.5. Основные задачи исследования

Глава 2. Методология исследований

2.1. Основные понятия

2.2. Системный анализ сложных объектов

2.3. Проектная надежность грунтовых гидросооружений

2.4. Диагностика и эксплуатационная надежность грунтовых гидросооружений

Глава 3. Учет природно-климатических и сейсмических условий при оценке надежности грунтовых ГТС

3.1. Некоторые математические модели фильтрационных и тепловых процессов

3.2. Влияние температуры на физико-механические свойства грунтов

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

3.4. Использование гиперболической модели грунта для корректировки модуля сдвига при сейсмических воздействиях на сооружения

3.5. Оценка возможности разжижения водонасыщенных несвязных грунтов плотин и их оснований при сейсмических воздействиях

Глава 4. Методика оценки проектной надежности грунтовых ГТС

4.1. Учет нагрузок и воздействий, действующих на сооружения

4.2. Вероятностная оценка температурно-влажностного состояния грунтовых сооружений и оснований

4.3. Исследование влияния изменения прочности оттаивающего грунта на величину коэффициента устойчивости низового откоса плотины

4.4. Оценка надежности грунтовой плотины при землетрясении с использованием нелинейной модели грунта

4.5. Оценка эффективности лъдогрунтового динамического гасителя сейсмических колебаний

Глава 5. Методика оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации

5.1. Оценка состояния сооружений с использованием диагностических параметров

5.2. Анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых гидросооружений

5.3. Интервальная оценка надежности

5.4. Изменение надежности сооружений в процессе эксплуатации

Глава 6. Примеры оценки надежности эксплуатируемых сооружений с учетом проектных и натурных данных

6.1. Оценка надежности дамбы хвостохраншища при землетрясении

6.2. Исследование влияния природно-климатических факторов на надежность плотины Колымской ГЭС

Грунтовые гидротехнические сооружения (ГТС) являются одним из наиболее распространенных типов сооружений и весьма ответственными с экономической, экологической и социальной точек зрения объектами, обеспечению надежности и безопасности которых следует уделять значительное внимание.

Анализ надежности и безопасности является одним из основных этапов проектирования ГТС, а принятие Государственной Думой России Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" делает этот анализ обязательным и для уже эксплуатируемых сооружений. При этом следует иметь в виду, что в гидротехнической литературе, 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, оснований, их элементов в рамках методологии предельных состояний. В частности, большинство расчетов ГТС на надежность не согласуются с действующими ГОСТ 27.002-89 [38] и ГОСТР 27.310-93 [39], особенно это касается расчетов на надежность эксплуатируемых гидросооружений, поскольку гидротехнические сооружения проектировались не как опасные производственные объекты, а лишь как ответственные сооружения соответствующего класса и в предположении, что разрушение этих сооружений маловероятно.

Согласно ГОСТ 27.002-89 [38], под надежностью понимается способность объекта выполнять заданные функции в течение заданного срока службы и при соблюдении заданных эксплуатационных правил. Одним из основных понятий теории надежности является отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности сооружения. Отказ трактуется как случайное событие, и за один из основных показателей надежности сооружения принимается вероятность его безотказной работы в течение расчетного срока службы. Применительно к ГТС такая постановка задачи объясняется существенной неполнотой и разбросом исходной информации о параметрах нагрузок и воздействий, показателей свойств материалов и грунтов, параметрах исходного состояния, условностью расчетных схем и моделей; погрешностью средств диагностики и многими другими случайными и неопределенными факторами. Проблема обостряется в связи с необходимостью все более широкого использования створов с неблагоприятными природными условиями.

Важными факторами, влияющими на надежность и безопасность грунтовых ГТС в сложных природно-климатических условиях, являются температурные и сейсмические воздействия на сооружения. С одной стороны, интенсивность и частота землетрясений в районах распространения многолетнемерзлых грунтов зависят от многих факторов, учесть которые в полной мере весьма сложно, а, с другой стороны, недоучет ряда физико-механических особенностей мерзлых грунтов основания и тела плотины, находящихся в условиях постепенного оттаивания (или замерзания), может привести к серьезным дополнительным деформациям и повреждениям сооружений при землетрясении. В настоящее время существуют различные методы определения температурно-влажностного состояния тела и основания грунтовых сооружений [10, 11, 37, 57, 144, 146] и подходы к оценке сейсмостойкости ГТС, предусматривающие расчеты как по линейно-спектральной теории [62, 66, 92], так и динамические расчеты [49, 75, 106]. Но совместное влияние температурных и сейсмических воздействий на надежность грунтовых гидросооружений в районах с суровым климатом до настоящего времени систематически не изучалось.

С позиций современной теории надежности сложных технических систем основой анализа надежности грунтовых ГТС является система соответствующих прогностических моделей, причем в зависимости от характера исходной информации рассматриваются три типа данных моделей: детерминистические, вероятностные и неопределенные.

Детерминистические модели - это наиболее распространенные расчетные модели самых разнообразных объектов и процессов: статики и динамики сооружений, тепломассопереноса в различных средах и т.п. Такие модели составляют основу традиционных методов расчета и большинства нормативно-методических документов (строительных норм и правил, рекомендаций, кодов и т.п.) различных стран, дающих оценки надежности и безопасности в рамках различных "полувероятностных" концепций (допускаемых напряжений, предельных состояний и т.п.), когда случайные и неопределенные факторы учитываются при помощи системы нормативных коэффициентов (запаса, надежности, безопасности, условий работы и т.п.).

В вероятностных моделях ограничение разнообразия выражается в указании некоторого распределения в множестве возможных решений. Вероятностные модели являются основой современной теории надежности сооружений, конструкций, сложных систем и т.п. и строятся обычно путем надлежащей рандомизации достаточно апробированных детерминистических моделей. Рандомизация может выполняться с использованием различного уровня описания (случайные события, величины, процессы, поля). Такие модели в значительно большей степени соответствуют характеру исходной информации, более адекватному учету многих случайных факторов. Важным инструментом анализа надежности сложных инженерных объектов является синтез представлений и методов параметрической и структурной теорий надежности.

Неопределенным моделям соответствуют различные качественные методы, в частности, известные методы экспертных оценок. Экспертные оценки допускают формализацию в рамках различных подходов (детерминистического, вероятностно-статистического и т.п.). При использовании качественных (неопределенных) моделей количественные оценки разнообразия выполняются на основе различных информационных мер.

Практически при анализе надежности уникальных инженерных объектов на этапах их жизненного цикла в той или иной степени используются прогностические модели всех типов и их различные сочетания, т.е. выполняются как количественные, так и качественные оценки.

Исходя из вышесказанного была конкретизирована цель диссертационных исследований: решить важную народно-хозяйственную проблему повышения безопасности грунтовых гидротехнических сооружений в сложных природно-климатических условиях на этапах проектирования и эксплуатации, включающую в себя разработку методологии оценки надежности таких гидросооружений с использованием методов современной теории надежности.

Основными пунктами при разработке методов расчета грунтовых ГТС на надежность являлись:

- результаты анализа аварий и нарушений на грунтовых гидросооружениях;

- опыт вероятностных расчетов грунтовых ГТС на надежность с учетом природно-климатических и сейсмических условий;

- современные подходы и методы теории надежности сложных систем и технической диагностики;

- положения существующих норм проектирования и правил эксплуатации грунтовых ГТС;

- достижения в области научного обоснования и расчетов грунтовых ГТС.

Личный вклад автора состоит в формулировке целей и постановке задач исследований, разработке и реализации предлагаемых методов, проведении численных расчетов и формулировке выводов.

Экспериментальные исследования проводились совместно с В.И. Хорьковым. В проведении детерминистических численных расчетов грунтовых гидротехнических сооружениях под руководством автора принимали участие И.Н. Белкова, Е.Д. Гибянская, Т.А. Созинова, Г.Л. Стародубцева.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе диссертационных исследований по решению важной народно-хозяйственной проблемы повышения безопасности проектируемых и эксплуатируемых грунтовых гидротехнических сооружений в сложных природно-климатических условиях автором были поставлены и решены следующие основные задачи, имеющие как метологическое, так и практическое значения.

1. Проанализированы причины аварий и нарушений на грунтовых гидротехнических сооружениях, а также особенности их строительства и эксплуатации в сложных природно-климатических условиях. Представлен анализ мирового опыта количественных оценок риска аварий гидросооружений и основных подходов к оценке надежности.

2. Сформулирована методология исследований надежности грунтовых ГТС, включающая оценку надежности сооружений на этапах проектирования и эксплуатации.

3. Рассмотрено влияние различных природно-климатических (в первую очередь температурных и сейсмических) условий на надежность грунтовых ГТС, включая вопросы влияния температуры на физико-механические свойства грунтов и изменения состояния грунтов при сейсмических воздействиях с оценкой возможности разжижения водо-насыщенных несвязных грунтов плотин и их оснований.

4. Разработана методика оценки проектной надежности грунтовых ГТС на основе вероятностного моделирования основных природных и строительно-технологических факторов, определяющих параметрическую надежность гидросооружений. На конкретных примерах представлены оценка надежности грунтовой плотины при землетрясении с использованием нелинейной модели грунта и учет влияния оттаивающего грунта на устойчивость сооружения. Дана оценка эффективности некоторых антисейсмических мероприятий.

5. Разработана методика оценки надежности и безопасности грунтовых ГТС на этапе эксплуатации с применением методов теории эксплуатации сложных технических систем: метод, основанный на решении задачи идентификации параметров модели; статистические методы (метод Байеса); методы статистических решений (метод минимального среднего риска).

6. Выполнен анализ ценности диагностических параметров при оценке эксплуатационной надежности грунтовых ГТС на основе теории информации, в частности опираясь на понятие информационной энтропии системы.

7. Представлены методы интервальной оценки надежности и методы оценки изменения надежности гидросооружений в процессе эксплуатации.

8. С целью апробации предлагаемых методов вероятностного анализа даны примеры решения практических задач оценки надежности реальных грунтовых гидротехнических сооружений (грунтовых плотин Амгуэмской, Тельмамской, Усть-Среднеканской, Колымской ГЭС и дамбы хвостохранилища, расположенного в Ставропольском крае).

1. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. - М.: Наука, 1984.

2. Беллендир E.H., Векшина Т.Ю., Прокопович B.C. Математическое моделирование деформаций плотины Колымской ГЭС в период строительства и эксплуатации // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1999. Т. 235. С. 73-82.

3. 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.

4. Бенхенни Б. Надежность плотин из связных грунтов, возводимых в условиях жаркого климата: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -М., 1986.

5. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. СПб: Наука, 1998.

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

7. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение,1978.

8. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Об эффективных Коэффициентах трения при вибрациях // Известия АН СССР, ОТН. 1958. №7. С. 98101.

9. Богословский П.А. Расчет многолетних изменений температуры земляных плотин, основанных на толще мерзлых пород // Труды ГИСИ им. В.П. Чкалова. 1957. Вып. 27. С. 123-173.

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

11. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.

12. Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. М.: Наука, 1979.

13. Болотовский C.B., Пилентиков B.B. К оценке высоты обвальной волны в водохранилище с учетом случайных факторов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 214. С. 51-56.

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

15. Бохуа Т.А., Чоговадзе Г.И., Шульман С.Г. (ред.) Методы оценки надежности бетонных плотин, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях.-Тбилиси: Мецниереба, 1992.

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

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

18. Василевский А.Г., Ивашинцов Д.А., Федоров М.П., Шульман С.Г. Современные проблемы оценки надежности и экологической безопасности объектов энергетики // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1997. Т. 233. С. 3-10.

19. Велитченко В.И., Львов A.B. Применение системного подхода к оценке надежности водонапорного фронта Усть-Среднеканской ГЭС // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1997. Т. 233. С. 23-37.

20. Волков Л.И. Управление эксплуатацией летательных комплексов. М.: Высшая школа, 1987.

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

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

23. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1988.

24. Глаговский В.Б., Липовецкая Т.Ф., Прокопович B.C. Развитие методов оценки устойчивости системы «сооружение-основание» // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1996. Т. 231. С. 257-271.

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

26. Гогоберидзе М.И., Микашвили Ю.Н. и др. Риск повреждения и разрушения грунтовых плотин // Гидротехническое строительство. 1984. №4. С. 35-38.

27. Гольдин А.Л., Рассказов Л.Н. Проектирование грунтовых плотин. -М.: Энергоатомиздат, 1987.

28. Горелик Л.В. Расчеты консолидации оснований и плотин из грунтовых материалов. Л.: Энергия, 1975.

29. Горелик Л.В., Андрианова Е.А. О вероятностном расчете устойчивости откосов грунтовых плотин и оснований // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1988. Т. 207. С. 63-72.

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. Горохов E.H. Метод расчета температурного режима каменно-земляной плотины с учетом сублимационного ледонакопления в наброске // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1986. Т.188. С. 74-80.

33. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990.

34. ГОСТР 27.310-93. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1994.

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

36. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. -М.: Мир, 1984.

37. Диментберг М.Ф. Нелинейные стохастические задачи механических колебаний. -М.: Наука, 1980.

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

39. Дружинин Г.В. Надежность систем автоматики. М.: Энергия,1967.

40. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. М.: Наука, 1975.

41. Ермолаев H.H., Михеев В.В. Надежность оснований сооружений. -М.:Стройиздат, 1976.

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

43. Ескин Ю.М., Красников Н.Д., Эйслер JI.A. Расчет сейсмонап-ряженного состояния и деформаций земляных плотин с учетом упруго-пластических свойств грунтов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1977. Т. 118. С. 24-34.

44. Желанкин В.Г. Оценка надежности грунтовой плотины по устойчивости на сдвиг // Строительство и архитектура. 1985. №12. С. 7377.

45. Жиленков В.Н. Исследование закономерностей фильтрации воды в точечно-контактных пористых средах (несвязных зернистых грунтах) // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1996. Т. 231. С. 126138.

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

47. Зарецкий Ю.К. Лекции по современной механики грунтов / Ростовский Гос. Ун-т. Ростов-на-Дону, 1989.

48. Зарецкий Ю.К., Ломбардо В.Н. Статика и динамика грунтовых плотин. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

49. Золотов Л.А., Иващенко И.Н., Радкевич Д.Б. Оперативная количественная оценка уровня безопасности эксплуатируемых гидротехнических сооружений // Гидротехническое строительство. 1997. №2. С. 40-43.

50. Золотов Л.А., Иващенко И.Н., Семенков В.М. Количественная оценка надежности плотин // Гидротехническое строительство. 1989. №7. С. 8-11.

51. Золотов Л.А., Иващенко И.Н., Царев А.И. Критерии безопасности плотин // Гидротехническое строительство. 1988. №11. С. 34-37.

52. Иванов Н.С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах. М.: Наука, 1969.

53. Иващенко И.Н. Инженерная оценка надежности грунтовых плотин. -М.: Энергоатомиздат, 1993.

54. Иващенко И.Н., Комельков Л.В., Янчер В.Б. Оценка надежности волнозащитных плитных креплений откосов дамб // Гидротехническое строительство. 1987. №9. С. 29-33.

55. Идентификация моделей гидравлики. Новосибирск: Наука: Сибирское отделение, 1980.

56. Исаханян H.A. Моделирование оползания откосов грунтовых плотин с учетом сейсмического фактора // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1987. Т. 202. С. 38-42.

57. Исаханян H.A., Пепоян B.C. и др. К оценке надежности грунтовых плотин с учетом сейсмических воздействий // Гидротехническое строительство. 1987. №1. С. 51-55.

58. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. -М.: Мир, 1980.

59. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука,1964.

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

61. Красников Н.Д. Сейсмостойкость гидротехнических сооружений из грунтовых материалов. М.: Энергоиздат, 1981.

62. Когодовский O.A., Фриштер Ю.И. Гидроэнергетика Крайнего Северо-Востока.-М.: Энергоатомиздат, 1996.

63. Коренев Б.Г., Резников Л.М. Динамические гасители колебаний. -М.: Наука, 1988.

64. Кудзис А.П. Оценка надежности железобетонных конструкций. -Вильнюс: Мокслас, 1985.

65. Кузнецов А.Л. Надежность конструкций баллистических ракет. М.: Машиностроение, 1978.

66. Кузнецов B.C., Войнович А.П., Матрошилина Т.В. и др. Состояние сооружений Колымской ГЭС по данным натурных наблюдений //Гидротехническоестроительство. 1995. №4. С. 14-17.

67. Куперман В.Л., Мызников Ю.Н., Торопов Л.Н. Гидротехническое строительство на Севере. М.: Энергоатомиздат, 1987.

68. Лысенко М.П. Состав и физико-механические свойства грунтов. М.: Недра, 1980.

69. Лятхер В.М., Иващенко И.Н. Сейсмостойкость грунтовых плотин. М.: наука, 1986.

70. Макаров И.И., Соколов A.C., Шульман С.Г. Моделирование гидротермических процессов водохранилищ-охладителей ТЭС и АЭС. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

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

72. Маршалл В. Основные опасности химических производств. -М.: Мир, 1989.

73. Методика вероятностно-статистического расчета обратных фильтров гидросооружений с учетом природной изменчивости зерновых составов грунтов. М.: Гидропроект, 1982.81. . Мирцхулава Ц.Е. Надежность больших каналов. М.: Колос,1981.

74. Мирцхулава Ц.Е. Надежность гидромелиоративных сооружений.-М.: Колос, 1974.83. . Мирцхулава Ц.Е. Надежность систем осушения. М.: Агро-промиздат, 1985.84. . Мирцхулава Ц.Е. Основы физики и механики эрозии русел. -Д.: Гидрометеоиздат, 1988.

75. Мишель А.Г. Вероятностные оценки надежности оснований и грунтовых сооружений при динамических воздействиях по критериям разжижения // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 214. С. 8083.

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

77. Можевитинов A.JL, Шинтемиров М. Расчеты устойчивости земляных откосов // Сборник трудов по гидротехнике и гидростроительству. М.: Наука, 1970. С. 118-128.

78. Надежность конструкций АЭС: обзорная информация / Сост. Шульман С.Г. М.: Информэнерго, 1989.

79. Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т./ Ред. совет: В.С.Авдуевский (пред.) и др. Т.2.: Математические методы в теории надежности и эффективности / Под ред. Б.В. Гнеденко. М.: Машиностроение, 1987.

80. Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т./ Ред. совет: В.С.Авдуевский (пред.) и др. Т.9.: Техническая диагностика / Под общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. М.: Машиностроение, 1987.

81. Напетваридзе Т.Ш. Расчет надежности дамб обвалования по некоторым причинам отказа них // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Оценка и обеспечение надежности гидротехнических сооружений / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1981. С. 45-50.

82. Напетваридзе Ш.Г. Вероятностные задачи инженерной сейсмологии и теория сейсмостойкости. Тбилиси: Мецниереба, 1985.

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

84. Непорожний П.С., Обрезков В.Н. Гидроэнергетика (введение в специальность). -М.: Энергоатомиздат, 1982.

85. Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмостойкого строительства. -М.: Стройиздат, 1980.

86. О безопасности гидротехнических сооружений. Федеральный закон Российской Федерации от 23 июня 1997 года.

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

88. Пепоян B.C., Стефанишин Д.В. К оценке надежности грунтовых плотин в условиях неустановившейся фильтрации разжижения // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1988. Т. 209. С. 32-35.

89. Пепоян B.C., Троицкий А.П. К вопросу оценки надежности водоупорных элементов грунтовых плотин, возводимых в сейсмических районах разжижения // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 212. С. 62-69.

90. Положение о системе отраслевого надзора за безопасностью гидротехнических сооружений. М.: СПО Союзтехэнерго, 1993.

91. Проектирование водохозяйственных систем / Под ред. В.Х. Отмана.-М.: Стройиздат, 1984.

92. Проектирование и строительство больших плотин. Аварии и повреждения больших плотин / Н.С. Розанов, А.И. Царев, JI.П. Михайлов и др.; Под ред. A.A. Борового. М.: Энергоатомиздат, 1985.

93. Райзер В.Д. Методы теории надежности в задачах нормирования расчетных параметров строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1986.

94. Райзер В.Д. Расчет и нормирование надежности строительных конструкций. — М.: Стройиздат, 1995.

95. Райншке JL, Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.: Радио и связь, 1988.

96. Рассказов JI.H., Желанкин В.Г. Оценка надежности высокой каменно-земляной плотины // Гидротехническое строительство. 1986. №12. С. 11-15.

97. Рекомендации по определению устойчивости структуры и уплотняемости несвязных грунтов при динамических деформациях одноосного сжатия. П 67-76 / ВНИИГ. Л.: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1978.

98. Рекомендации по оценке надежности гидротехнических сооружений. П 842-86. -1 / Гидропроект. М.: Изд-во Гидропроект, 1986.

99. 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.

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

101. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. -М.: Стройиздат, 1978.

102. Розанов Н.С., Горелик JI.B. и др. Расчет устойчивости откосов методом Монте-Карло // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: Оценка и обеспечение надежности гидротехнических сооружений / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1981. С. 55-58.

103. 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.

104. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968.

105. Сейсмический риск и инженерные решения / Под ред. Ц. Ломнитца, Э. Розенблюэта. -М.: Недра, 1981.

106. Синицын А.П. Расчет конструкций на основе теории риска. -М.: Стройиздат, 1986.

107. 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.

108. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.

109. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат,1986.

110. СНиП 2.06.05-84 . Плотины из грунтовых материалов. — М.:

111. АЛЛ ЦИТП Госстроя СССР, 1991.

112. СНиП II-7-81 . Строительство в сейсмических районах. — М.: ГПЦПП, 1995.

113. Сольский C.B., Гусакова И.Н. Применение численного моделирования для расчета фильтрационных полей в основании энергетических объектов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1996. Т. 231. С. 110-118.

114. Стефанишин Д.В. К вопросу выбора концепции сейсмостойкости объектов тепловой энергетики // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1993. Т. 227. С. 11-17.

115. Стефанишин Д.В. К оценке надежности грунтовых плотин с учетом воздействия обвальных волн // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 212. С. 69-74.

116. Стефанишин Д.В. Оценка вероятности повреждения грунтовых плотин фильтрационным потоком в рамках нормативной методики // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1987. Т. 202. С. 43-47.

117. Стефанишин Д.В. Оценка вероятности разрушения грунтовых плотин при отказе водосбросных сооружений // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1987. Т. 202. С. 53-57.

118. Стефанишин Д.В. Оценка надежности и безопасности гидротехнических объектов в рамках теории риска и системного анализа: Ав-тореф. дисс. . докт. техн. наук. СПб, 1998.

119. Стефанишин Д.В. Оценка надежности оснований гидротехнических сооружений, содержащих растворимые соли // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 214. С. 56-60.

120. Стефанишин Д.В., Троицкий А.П., Шульман С.Г. Методика оценки надежности грунтовых плотин с учетом комплекса случайных факторов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 214. С. 4-11.

121. Стефанишин Д.В., Шевченко Н.И. Вероятностный подход к оценке местной фильтрационной прочности неоднородных оснований // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1988. Т. 209. С. 27-32.

122. Стефанишин Д.В., Шульман С.Г. Методика оценки надежности и безопасности золоотвалов и хвостохранилищ // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1991. Т. 225. С. 12-18.

123. Стефанишин Д.В., Шульман С.Г. Проблемы надежности гидротехнических сооружений. СПб: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1991.

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

125. Тихонова Т.С. Экспертные оценки и их информационно-аналитическое обеспечение в проблеме надежности и безопасности гидротехнических сооружений ГЭС // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1999. Т. 234. С. 119-126.

126. Финагенов О.М. Идентификация относительного коэффициента теплообмена // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1990. Т. 221. С. 94-97.

127. Финагенов О.М. Методика вероятностной оценки сейсмо-устойчивости откосов грунтовых плотин в районах с суровым климатом // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1997. Т. 233. С. 38-42.

128. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Динамические гасители колебаний грунтовых плотин талого и мерзлого типов, строящихся в сейсмических районах // Информэнерго. 1990. №11. С. 3-5.

129. Финагенов О.М., Хорьков В.И. Управление динамической реакцией грунтовых плотин с использованием динамических льдогрунто-вых гасителей колебаний // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 216. С. 47-50.

130. Финагенов О.М., Хорьков В.И., Шульман С.Г. Ледовые водосбросы: Конструкции и расчетно-экспериментальные обоснования. -СПб: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1992.

131. Флорина О.И. Задача о консолидации растущего слоя грунта с учетом случайных факторов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1989. Т. 215. С. 124-127.

132. 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.

133. Хвастунов P.M. Экспертные оценки и их применение в энергетике. -М.: Энергоиздат, 1981.

134. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежностное проектирование технических систем и оценка риска. М.: Наука, 1984.

135. Хрусталев JI.H., Пустовойт Г.П. Вероятностно-статистические расчеты оснований зданий в криолитозоне. Новосибирск: Наука: Сибирское отделение, 1988.

136. Хуан Я.Х. Устойчивость земляных откосов. М.: Стройиздат,1988.

137. Цыбин A.M. Некоторые вопросы расчета температурных полей, связанных со строительством и эксплуатацией гидросооружений, работающих в районах Крайнего Севера. СПб, 1995.

138. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973.

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

140. Чоговадзе Г.И., Гогоберидзе М.И. Вероятностная оценка устойчивости откосов грунтовых плотин // Энергетическое строительство. 1985. №3. С. 72-74.

141. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики. -М.: Изд-во иностранной литературы, 1963.

142. Школа А.В. Устойчивость оснований портовых сооружений при статистической неопределенности параметров. М.: в/о "Мортехинформреклама", 1989.

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

144. Эйслер JI.A. 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.

145. Энергетические ресурсы СССР. Гидроэнергетические ресурсы. -М.: Наука, 1967.

146. Benjamin I.R., Cornell С.А. Probability, statisties and decision for civil enginers. New York. 1970.

147. Benoist G., Nicollet G. Rupture progressive des barrages en terre // Proc. Of the XXth IAHR Congress / Moscow. 1983. Vol. 2. P. 464-470.

148. Berga L. Dam Safety // Proc. Int. Symp. On New Trends and Guidelines on Dam Safety. Barcelona, Spain. June 1998. Balkema, Rotterdam, The Netherlands. 1998.

149. Blind H. The Safety of Dams // Int. Water Power and Dam Construction. 1983. Vol. 35. N 5. P. 17-21.

150. Boccotti P., Rosso R. Risk analysis of spillway design floods // Proc. of the Int. Conf. On Safety of Dams / Coimbra. 1984. P. 85-92.

151. Chowdhury R.N., Grivas D. Probabilistic Model of Progressive Failure of Slopes // Proc. ASCE, J. Geotechn. Engng. Div. 1982. Vol. 108. GT 6. P. 803-819.

152. Davis P.G., Croot M.B. Economic scour protection with adequate guarantee for structural safety // Proc. of the 20th IAHR Congress. Moscow. 1983. Vol.3. P. 547-555.

153. Deterioration cases collected and their preliminary assessment // ICOLD. Paris. 1979. Vol. 1,2.

154. 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. 935950.

155. Finn L.W.D., Lee K.W., Martin G.R. An effective stress model for lique faction //J. Geot. Eng. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. 1977. Vol. 103. Gt 6. P. 512-533.

156. Folayan J.I., Hoeg K., Benjamin J.R. Decision theory applied to settlement predictions //Norges Geotechn. Inst. Publ. 1976. N 109. P. 1-15.

157. Freeze A. Probabilistic one-dimensional consolidation // Proc. ASCE. J. Geotechn. Div. 1977. Vol. 103. GT 7. P. 725-742.

158. Freudenthal A.M. Safety and probability of structural failure // Proc. ASCE. 1954. N 408.

159. Funnemark E., Odgaard E., Svendsen V.N., Admal T. Consequence analysis of dam breaks // in Dam Safety, Berga (Ed.). Balkema, The Netherlands. 1998.

160. 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.

161. 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. July 1972. Vol. 98. SM 7. P. 667-692.

162. 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. June 1972. Vol. 98. SM 6. P. 601-624.

163. Hoeg K. New dam safety legislation and the use of risk analysis // The Int. J. of Hydropower and Dams. 1998. Vol. 5. Issue 5. P. 85-89.

164. Hoeg K. Performance evaluation, safety assessment and risk analysis for dams // The Int. J. of Hydropower and Dams. Issue 6. 1996.

165. Horiguchi K., Miller R.D. Experimental studies with frozen soil in an "ice sandwich" permeameter // Cold Regions Sci. And Technol., Department of Agronomy, Ithaca. NY 14853. 1980. No 3. P. 177-183.

166. Influence of aquifer thickness on piping below dikes and dams / J.B. Sellmeijer, E.O.F. Calle, J.W. Sip. Int. Symp. On Analytical Evaluation of Dam related Safety Problems. Copenhagen. 1989. Vol. 1. P. 357-366.

167. Johansen P.M., Vick S.G., Rikardsen C. Risk analysis of three Norwegian rockfill dams // Proc. Int. Conf. Hydropower . Trondheim, Norway. 1997.

168. Joseph E. Bowles. Foundation Analysis and Design. USA,1982.

169. Kaltofen V. Probabilistische Sicherheitsanalyse von Bauwerken unter aussergewöhnlichen Belastungen // Techn. Wiss. Mitt. Ingenieurbau Ruhr. Univ. Bochum. 1981. Bd. 132. N 4. S. 11-120.

170. Lacasse S., Nadim F. Risk and reliability in geotechnical engineering // State-of-the-Art Paper, 4. Int. Conf. On Case Histories in Geot. Engng., St-Louis, Missouri, USA. March 1998.

171. Lafitte R. Classes of risks for dams // Hydropower and Dams. Issue 6. 1996.

172. Lebreton A. Les ruptures et accidents graves de barrages // La Houille Blanches. 1985. 6/7. P. 529-544.

173. Lecons tiree des accidents de barrage // General Rept. CIGB (ICOLD). Paris. 1974.

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

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

176. Marcellini A. Probabilistic hazard evaluation in terms of response spectra // Proc. 3th National Earth. Eng. Conf. Istanbul. 1995. P. 407-420.

177. Morgenstern N.R. Managing risk in geotechnical engineering // Proc. 10th Pan American Conf. On Soil Mechanics and Foundation Engineering. Vol. 4. 1995.

178. Naylor D.J. Finite elements and slope stability / Numerical methods in Geotechnies // Proc. NATO Advanced Study Inst. University of Mincho, Braga, Portugal cold at Vimeiro, Aug. 24 Sept. 4,1981.

179. NNCOLD. Risk-Based Dam Safety Evaluations // Proc. Int. Workshop. 28-29 June 1997.Trondheim, Norway.

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

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

182. Rissler P. Zur Sicherheitsdiskussion über Talsperrendämme// Wasserwirtschaft. 1981. Bd. 71. N 716. S. 200-205.

183. Schnabel P.B., Seed H.B., Lysmer J. Modifications of Seismo-gragh Records for Effects of Local Soil Conditions // Bulletin of Seismologi-cal Society of America. 1972. Vol. 62. N 6. P. 1649-1664.

184. 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.

185. Stallman R.W. Computation of groundwater velocity from temperature data // U.S. Geol. Survey Water Supply Pap. 1963. 1544-H. P. 3646.

186. Stochastic model of flow through stratified soils / Ali E.M., Wu T.H., Chang N.Y. Proc. ASCE J. Geotechn. Engng. Div. 1980. Vol. 106. GT 6. P. 593-610.

187. Transactions of the 19th Int. Congress on Large Dams. Vol. 3, Q. 74. 26-30 May. Florence Italy. 1997.

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

189. Vick S. Dam Safety Risk Analysis New Directions // Water Power and Dam Construction. May 1997.

190. Vick S., Stewart R. Risk Analysis and Dam Safety Practice // Uncertainty in the Geologic Environment: From Theory and Practice, ASCE Geotechnical Special Publication. N 58. 1996.

191. Witt K.J., Brauns J. The influence of parameter variation on the reliability of filters // Proc. Int. Conf. Safety of Dams / Coimbra. 1984. P. 273-280.

192. Wu T.H., Vyas S.K., Chang N.Y. Probabilistic analysis of seepage // Proc. ASCE J. Soil Mech. Found. Div. 1973. Vol. 99. SM 4. P. 323-340.

193. Zerva A. Spatial variability of seismic ground motions: Stochastic techniques and physical paterns // Proc. of the 11th European Conf. On Earthquake Engineering. Paris. 1998. P. 199-215.

194. Zul D.J., Harr M.E. A probabilistic approach to seepage arosion under confined flow // Proc. Ivth Int. Conf. Appl. Statistics and Prob. In Soil and Struct. Engn / Firenze. 1983. Vol. 2. P. 1531 -1542.