автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Развитие методов натурных исследований гравитационных плотин, возводимых в районах с суровыми климатическими условиями

На правах рукописи

КРУТОВ Денис Анатольевич

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПЛОТИН, ВОЗВОДИМЫХ В РАЙОНАХ С СУРОВЫМИ КЛИМАТИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ

05.23.07 - Гидротехническое строительство

Автореферат диссертации на с опека} ше ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Диссертационная работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» и ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» (МГУП).

Научный руководитель: -доктор технических наук, профессор

Козлов Дмитрий Вячеславович Официальные оппоненты: -доктор технических наук, профессор

Рубин Олег Дмитриевич -кандидат технических наук, профессор Малаханов Вячеслав Васильевич

Ведущая организация: -ЗАО Производственное объединение

«Совинтервод»

Защита диссертации состоится «23» мая 2005 г. в 15°° час. на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19, аудитория 1-201.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУП. Автореферат разослан <ук>» апреля 2005 г.

Ученый секретарь -—

диссертационного совета, /

кандидат технических наук И.М. Евдокимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертационной работы. Особенностью бетонной плотины Богучанского гидроузла на р. Ангаре, на примере которой выполнена работа, является незавершенное строительство и, как следствие, длительное непроектное состояние. Плотина возводится в местности с суровым климатом со среднегодовой температурой воздуха -3,2 °С, морозы достигают -57 °С, продолжительность безморозного периода составляет 112 дней.

Прекращение строительства гидротехнических сооружений всегда приводит к непрогнозируемым последствиям, особенно в условиях сурового климата, когда неморозостойкий бетон внутренних зон десятилетиями замораживается и оттаивает. Температурное раскрытие швов и трещин может привести к перераспределению напряжений и изменить проектные предпосылки о работе плотины. Среди отечественных плотин последствия долгостроя на плотине Бурейского гидроузла привели к ослаблению структуры уложенного ранее бетона и к появлению трещин через несколько лет после бетонирования блоков.

В настоящее время вторым законсервированным объектом является плотина Богучанского гидроузла.

В сезонно замерзающем и оттаивающем бетоне происходят различные процессы. Вопросы, связанные с исследованиями свободных деформаций замороженного бетона и возможными неодинаковыми последствиями для разных зон бетона требуют дальнейшего изучения.

Для повышения эффективности контроля состояния подпорных сооружений, возводимых в районах с суровыми климатическими условиями, необходимо дальнейшее развитие методики оценки состояния бетонных плотин на основе результатов натурных наблюдений. До возобновления строительных работ необходимо оценить фактическое состояние бетонных массивов Богучанской бетонной плотины.

Диссертационная работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (НИИЭС) и Московском государственном университете природообустройства в процессе выполнения научно-технических отчетов по договору НИИЭС с ОАО «БогучанГЭСстрой».

Цель диссертационной работы - на примере гравитационной плотины Богучанского гидроузла исследовать необратимые процессы, происходящие в массивном бетоне, и оценить влияние этих процессов на формирование напряженного и деформированного состояния плотины.

В связи с этим в задачи диссертационной работы входило: -обобщение опыта натурных исследований влияния замороженного бетона на работу гравитационных плотин, а также анализ литературных источников о свободных температурных деформациях и структурных изменениях бетона в блоках плоти

-совершенствование методов анализа температурно-влажностных деформаций в массивном бетоне;

-анализ структурных изменений и необратимых деформаций в бетоне плотины Богучанского гидроузла;

-разработка рекомендаций для расчетов термонапряженного состояния

блоков;

-оценка напряженно-деформированного состояния гравитационной плотины, подвергающейся сезонному знакопеременному температурному режиму в условиях затянувшегося строительства.

Научная новизна работы заключается в следующем: -расширен перечень контролируемых показателей состояния бетонных плотин за счет информации о температурно-влажностных деформациях в свободном объеме бетона;

-получена информация о свободных деформациях бетона, которую нельзя воспроизвести в лабораторных условиях или расчетными методами;

-выявлены причины необратимых напряжений, которые на плотине Богучанского гидроузла связаны со структурными изменениями бетона;

-установлено влияние коэффициента линейного расширения и структурных изменений бетона (вследствие промораживания блоков) на характер раскрытия швов;

-выполнена оценка влияния немонолитности профиля (раскрытие межблочных швов и трещинообразование) и структурных изменений бетона на напряженно-деформированное состояние гравитационной плотины Богучанского гидроузла.

Известно, что в массивном бетоне гидротехнических сооружений происходят структурные изменения, приводящие к дополнительным напряжениям растяжения или сжатия. Выделить эти остаточные деформации очень сложно из-за одновременного воздействия нескольких факторов. Впервые, используя уникальный случай отсутствия силовых нагрузок в течение около 10 лет, определено влияние изменения термовлажностных условий на структурные процессы в нагруженном и свободном бетоне.

Практическая ценность работы заключается:

-в рекомендациях по учету свойств замороженного бетона для расчетов термонапряженного состояния блоков;

-в использовании результатов работы для определения критериальных значений диагностических показателей состояния гидротехнических сооружений;

-в усовершенствованных методах анализа тензометрических измерений, которые расширяют возможности натурных исследований и позволяют определять последствия структурных изменений в бетоне;

—в оценке состояния Богучанской плотины, которая дает возможность

выполнить положения Федерального закона о безопасности гидротехнических 1 • »»»• ' (

* >" , 4

сооружений и скорректировать технические условия по продолжению строительства.

Реализация результатов работы:

-результаты работы были использованы ОАО «НИИЭС» при разработке научно-технической документации в рамках договора с ОАО «БогучанГЭС-строй»;

-полученные автором материалы могут быть использованы при продолжении строительства и разработке программы контроля безопасности Богучанского гидроузла;

-предложенный метод анализа термовлажностных деформаций может быть использован при анализе тензометрических измерений на других плотинах.

Личный вклад.

Автором выполнен ретроспективный анализ натурных наблюдений на плотине Богучанского гидроузла до 1992 года и последующих наблюдений до 2001 года. Разработаны новые методы анализа тензометрических измерений.

Анализ натурных данных проводился в соответствии с нормативными требованиями, а также с использованием новых методов обработки, предложенных автором.

Достоверность полученных результатов подтверждается большим объемом натурных наблюдений, проанализированных автором в диссертационной работе, апробированными исходными положениями, принятыми в исследованиях, а также сопоставлением с натурными данными на плотинах Братской, Усть-Илимской, Саяно-Шушенской и Бурейской ГЭС.

Публикации и апробации работы.

Материалы диссертации докладывались на XXII и XXIII Международных молодежных научно-технических конференциях института «Гидропроект» (Солнечногорск, 2001 и Москва, 2004); Всероссийской научно-технической конференции МГУП «Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России» (Москва, 2004); Шестом Международном конгрессе «Вода: экология и технология. Экватек-2004» (Москва, 2004); VI конференции Института водных проблем РАН РФ «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, 2004) и Международной научно-практической конференции МГУП «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России» (Москва, 2005). По основным результатам работы опубликовано 6 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с основными выводами, списка литературы, включающего 110 наименований, и изложена на 127 страницах, содержит 46 рисунков и 15 таблиц.

Автор диссертации благодарит за помощь в выполнении работы к.т.н. Дурчеву В.Н. (ОАО «ВНИИГ им. Веденеева»), профессора, д.т.н. Каганова Г.М. (МГУ природообустройства) и д.т.н. Иващенко И.Н. (ОАО «НИИЭС»).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы цели и задачи исследований, обоснована актуальность темы, практическая значимость и научная новизна работы.

Глава 1 содержит обзор литературы о натурных исследованиях влияния замороженного бетона на напряженно-деформированное состояние гравитационных плотин. Анализировался опыт исследований свободных температурных деформаций и структурных изменений бетона в блоках плотин, связанных как с действием отрицательной температуры, так и влажностным воздействием. Приведена характеристика методов и средств наблюдений за температурным режимом, раскрытием швов и деформациями в плотине Богучанской ГЭС.

Анализ напряженно-деформированного состояния бетонных плотин (как гравитационных, так массивно-контрфорсных, арочных и арочно-гравитационных) по данным натурных наблюдений проведен на ряде отечественных и зарубежных гидроузлов. Среди гидроузлов, построенных в России и странах СНГ, исследованиями охвачены плотины Братской, Красноярской Усть-Илимской, Токтогульской, Мамаканской, Бухтарминской ГЭС (гравитационные плотины); Зейской и Андижанской (массивно-контрфорсные плотины); Чиркейской, Ингурской и Саяно-Шушенской ГЭС (арочные и арочно-гравитационные плотины). Результаты этих исследований обобщены в работах С.Я. Эйдельмана, В.Н. Дурчевой, Э.К. Александровской, С.М. Пучковой, А.П. Епифанова, Г.М. Каганова, A.A. Лобача, А.И. Царева, О.Д. Рубина, Н.И. Чалого, В.А. Зимнюкова и других. Результаты исследований зарубежных плотин (Френсис, Шаста, Гранд-Кули, Пакоимо - в США; Мораско, Анчипа - в Италии; Кабрил, Канисада - в Португалии, Альбинья - в Швейцарии и другие) отражены в работах С.Я. Эйдельмана, В.В. Блинкова, М.Б. Гинзбург, В.Н. Дурчевой.

Сезонное изменение температуры наружного воздуха и несплошности в теле плотины в виде швов и трещин являются одними из основных воздействий, определяющими напряженно-деформированное состояние массивных бетонных плотин в строительный период.

Накопленный опыт не имеет аналогов возведения высоких бетонных плотин в течение более чем двадцатилетнего периода в суровых климатических условиях. Температурные воздействия (низкая отрицательная температура) приводят к изменению физико-механических характеристик бетона в случае промораживания блоков, обусловливают поведение швов и трещин, что необходимо учитывать для правильного представления о работе плотин.

Плотина Богучанской ГЭС, законсервированная в 1992 году, подвергается замораживанию и оттаиванию, действию воды в водопропускных

отверстиях. Возобновление строительства потребует оценки напряженно-деформированного состояния плотины и оценки состояния бетона как материала.

Бетон гидротехнических сооружений по условиям влагосодержания можно разделить на две части. Наружный слой бетона, в котором устанавливается влажность равновесная с окружающей средой и массивный бетон с сохранением воды затворения. Структура наружного слоя бетона принципиально отличается от структуры массивного, также как и воздействия на эти два типа бетона. Структурные различия заключаются в разном содержании воды в порах, способной при замораживании изменять физико-механические свойства бетона.

Долгострой Бурейской плотины привел к трещинообразованию бетона прискальной зоны и напорной грани, а также к ослаблению структуры бетона в результате промораживания бетонных массивов. С учетом этих обстоятельств, необходимость анализа натурных данных о состоянии Богучанской плотины не вызывает сомнений. Кроме того, в течение 10 лет бетонные массивы испытывают только влияние температуры и таким образом дают уникальную возможность исследовать собственные деформации бетона как материала. Проблема последствий структурных изменений бетона для напряженно-деформированного состояния плотин еще мало изучена, так как в условиях строящегося и эксплуатируемого сооружения, испытывающего влияние многих факторов, трудно выделить необратимую составляющую деформаций, обусловленную изменениями в структуре бетона.

Тензометрические измерения, проводимые на высоких бетонных плотинах, обычно сводятся к определению напряженных деформаций (разность между показаниями преобразователя в массиве сооружения и показаниями преобразователя в «конусе») и переводу их в напряжения. В этом случае деформации, измеренные в «конусе» (свободном объеме бетона), используются только для получения напряженных деформаций. Между тем, анализ температурно-влажностных деформаций в свободном объеме бетона, заключенного в «конус», показал высокую информативность данных о поведении свободного бетона.

Работы В.Н. Дурчевой, И.И. Загрядского, выполненные по данным натурных наблюдений на Братской, Красноярской, Усть-Илимской, Бурейской и Саяно-Шушенской плотинах, показали, что в массивном бетоне, сохраняющем воду затворения, под влиянием внешней среды могут происходить структурные изменения, влияющие на физико-механические характеристики бетона и вызывающие необратимые напряжения в плотине.

Выполненный в диссертационной работе анализ натурных данных заключался в оценке процессов, формирующих напряженное и деформированное состояние плотины Богучанского гидроузла, испытывающей сезонные многолетние циклы замораживания и оттаивания.

Богучанская плотина гравитационного типа с наклоном низовой грани 1:0,7 состоит из глухих, станционных и водосливных секций Секции разбиты на четыре столба. Омоноличивание профиля производилось в объеме 10% от общей площади швов, подлежащих цементации (по состоянию на ноябрь 2000 года). Возведение плотины начато в декабре 1982 г. С 1992 года прекращены практически все строительные работы. Плотина возведена до отметок 144,5... 181,0 м В диссертационной работе использованы многолетние наблюдения (с 1983 по 2001 год) по преобразователям и щелемерам, установленным в четырех секциях плотины (рис. 1).

В главе 2 автором на основе анализа деформаций 67 свободных объемов бетона («конусов») за 17 лет наблюдений установлены закономерности поведения замораживаемого и оттаиваемого бетона Богучанской плотины и характер структурных изменений в нем.

Наблюдения за влиянием отрицательной температуры на бетон плотины проводились в измерительных точках, замораживаемых в зависимости от их местоположения до -8...-25 °С в течение двух-десяти сезонов (35 «конусов»). Для каждого цикла замораживания и оттаивания был построен график зависимости деформаций от температуры, и были определены: -коэффициент линейного расширения (к.л.р.); -температура замораживания (Т3); -величина остаточных деформаций расширения.

В диссертационной работе рассматривался характер изменения к.л.р. замороженного бетона во времени.

Установлены следующие закономерности развития температурных деформаций в бетоне при его замораживании и оттаивании.

Замораживание бетона происходило в пределах -2...-8 °С, а его оттаивание при нуле. К.л.р. бетона при положительной температуре в среднем составлял 0,92* I О 5 1/°С, а в замороженном бетоне изменялся в пределах (1,24...2,07)*Ю-5 1/°С. До температуры -10...-15 °С к.л.р. бетона линейно зависел от температуры, а при более глубоком замораживании отмечено некоторое постепенное уменьшение значения к.л.р. в среднем на 10%.

Оттаивание всегда сопровождалось остаточными деформациями расширения, сохранявшимися в бетоне при положительной температуре. Величина остаточных деформаций расширения, возникавших после оттаивания, составляла от 0,5* Ю-5 до 2,2* Ю-5. С каждым новым циклом воздействия отрицательной температуры эти остаточные явления уменьшались.

На рис. 2 приведена типичная схема зависимости свободных деформаций бетона плотины Богучанского гидроузла от температуры.

В некоторых случаях было отмечено «смещение» Т3 во второй цикл замораживания в сторону нуля на 1...3 °С.

Анализ свободных (ненапряженных) деформаций бетона сведен в таблицу 1.

Таблица I Анализ свободных де »ормаций замороженного бетона

№№ пп Число циклов «замораживания-оттаивания» Температура замораживания т3,°с Коэффициент линейного расширения, 10~5*1/°С Температурный режим, для которого о„ подсчитан к.л р., С

1 2 3 4 5

бычки водосбросных отверстий

1 6 -3,7 1,63 -5. .-9

2 5 -2,9 1,54 -3 -9,5

3 6 -4,7 1,53 -5.-11

4 7 -1,6 1,85 -2. .-10

5 2 -8,5 ..-6,0 1,43 -7...-15

6 2 -2 1,51 -2...-18

7 2 -2,5 1,62 -2,5...-17

8 2 -3 1,26 -3...-21.5

9 2 -4 1,52 -3 . -15,5

10 4 -7,5 1,56 -12. .-15

11 2 -3,5 1,51 -6 ..-25

12 2 -5,8 1,44 -6 ..-25

13 2 -4,9 1,49 -5 .-25

14 2 -4,3 1,28 -3...-24

15 2 -2,7 1,40 -2...-13,5

16 2 -8,8...-5,4 1,60 -5...-15,5

17 2 -8 1,66 -8...-15

18 2 -4 1,39 _, —4...-17

19 2 -4,2 1,40 -4...-20

20 - - нет «пе эелома»

21 2 -7...-5 1,52 -7...-19

22 5 -5 1,50 -5...-15,5

23 10 -2,5 1,37 -1 ..-16

3 м от наружной грани

24 2 -1 1,44 |-1...-10

25 - -5 нет «перелома»

26 - -6,4 нет «перелома»

27 10 -3 1,54 ) -2...-16

1 м от наружной грани

28 6 -5 1,61 -4...-17

29 7 -5,1 1,58 -5...-16

30 10 -1,5 1,59 -1. .-15,5

31 10 -3 1,74 -2,5...-16

около 1,5 м от наружной грани

32 5 -3,4 ..-2,2 1,58 -2...-7,5

33 3 -1 ...-0,5 2,05 -1...-15

34 2 -1 1,79 -0,7...-8

35 3 -1,3 1,69 -1,3...-12

Итого 111 циклов среднее значение Г3 составляет —4 °С среднее значение к.л.р. составляет 1,55*10~5*1/°С

Степень изменения к.л.р. при замораживании бетона зависит от его прочности Чем выше прочность при положительной температуре, тем меньше изменяется к.л.р. в замороженном бетоне. Зависимость между к.л.р. замороженного бетона и его прочностью позволяет оценить изменение прочностных характеристик во времени. Такая зависимость ранее установлена для бетонов Усть-Илимской и Братской плотин:

1.35+ 0.077-(20-л/я), (!)

где па = — . Здесь а и а - к.л.р. бетона при отрицательной и положи-а

тельной температурах соответственно;

R - кубиковая прочность бетона.

Коэффициент линейного расширения бетона ag принято определять по формуле

&£иги

аб -астр + - ^1> (2)

где астр - коэффициент линейного расширения струны преобразователя, aCTp=l,2*10~5 1 /°С;

Деизм ~ приращение свободных измеренных деформаций бетона, отн.

ед.;

AT - приращение измеренных температур бетона, °С.

Бетон Богучанской плотины имел аналогичные составы (крупность заполнителя, цемент Красноярского завода).

Соотношение между средней величиной к.л.р. замороженного бетона и средней прочностью бетона плотины Богучанской ГЭС соответствует зависимости, полученной для других Ангарских плотин, что дает право с определенной условностью оценивать прочностные характеристики бетона.

Таким образом, можно ориентировочно судить об изменении прочности по степени увеличения к.л.р при отрицательной температуре. По этой оценке прочность бетона класса В7,5 изменялась в пределах от 128 кг/см2 до 317 кг/см2; В12,5 в пределах от 69 кг/см2 до 255 кг/см2; В15 в пределах от 190 кг/см2 до 326 кг/см2; В20 в пределах от 223 кг/см2 до 239 кг/см2; В30 в пределах от 186 кг/см2 до 400 кг/см2. Приведенные данные свидетельствуют о несоответствии прочностных характеристик бетона классу и большой неравномерности прочности бетона в пределах одного проектного класса.

В большинстве рассмотренных случаев замораживание в течение нескольких лет привело к уменьшению первоначальной прочности.

Очевидно, бетон Богучанской плотины имел изначально слабую структуру, и замораживание привело к деструктивным процессам. В отличие от результатов анализа поведения замороженного бетона на других плотинах, неморозостойкий бетон Богучанской плотины не упрочнялся после возобнов-

ления гидратации в оттаявшем бетоне. Это было отмечено в измерительных точках, расположенных в бычках водосбросных отверстий и в некоторых внутренних зонах глухих секций. В зоне бычков водосбросных отверстий в 17 случаях из 19 последующий цикл замораживания приводил к увеличению к.л.р. бетона, что является признаком ослабления его структуры. В зоне массивного бетона (от одного до трех метров от наружных граней) в 6 случаях к.л.р. увеличивается или колеблется около одного значения (рис. За), в 3 -уменьшается (рис. 36).

Деструктивные процессы в большинстве случаев достигают глубины одного метра от наружных граней; а значительные величины к.л.р., достигшие 2,07*10 5 1/°С, характеризуют бетон в отдельных блоках плотины как бетон с ослабленной структурой.

Отмечено, что в некоторых случаях, при уменьшении к.л.р. (а, следовательно, при упрочнении бетона) остаточные деформации расширения были равны нулю или не развивались. Напротив, в некоторых случаях, при увеличении к.л.р., величина остаточных деформаций расширения увеличивалась из года в год, а температура замерзания смещалась в сторону нуля.

В последующем при новых циклах бетон стал восстанавливать первоначальную структуру (по показаниям к.л.р.). Анализ характера изменения к.л.р. замороженного бетона во времени позволяет заключить, что повторные циклы промораживания приводят к увеличению к.л.р. в течение первых нескольких лет и дальнейшему его уменьшению (рис. 3). Среднее значение к.л.р. для замороженного бетона Богучанской плотины колеблется в пределах (1,5*10 ...1,6*10 ) 1/°С, а средняя температура замерзания бетона составляет -4 °С.

Сопоставление значений к.л.р. замороженного бетона Богучанской плотины со значениями к.л.р., полученными на Братской, Усть-Илимской, Саяно-Шушенской и Бурейской плотинах, показало следующее. К.л.р. для Братской и Усть-Илимской плотин выше значения 1,5* Ю-5 1 /°С в 30% случаев, Саяно-Шушенской в 10%, что соответствует разности прочностных характеристик этих бетонов. Высокие значения к.л.р. (выше 1,5*10 1/°С в 70% случаев) отмечены в бетоне Бурейской плотины, где бетон имел низкие прочностные характеристики. Бетон Богучанской плотины имеет значения к.л.р. выше 1,5*10~51/°С в 50% случаев.

Температурно-влажностные деформации свободного бетона всегда считаются обратимыми (при неизменной структуре бетона). Натурные данные показали, что в массивном бетоне могут происходить структурные изменения, следствием которых являются необратимые деформации расширения или сокращения. Эти структурные изменения могут сопровождаться остаточными деформациями разного знака, что в условиях отсутствия свободы в блоках приведет к остаточным напряжениям.

Таким образом, воздействие внешней среды на бетон в виде циклов замораживания и оттаивания, изменение влажности в виде водонасыщения бетона и его усадки, вызывают в массивном бетоне сооружения остаточные, дополнительные напряжения сжатия или растяжения. Сезонное промораживание почти всегда приводило к накоплению остаточных деформаций расширения. Причем, как правило, наибольшие по величине структурные изменения были отмечены в первые несколько лет.

Дополнительное сжатие возникает, когда в результате структурных изменений, бетон в свободном виде расширяется. В массиве это расширение зависит от температуры замораживания и в каждом слое имеет свою величину, что приводит к появлению дополнительных деформаций сжатия (также как при разбухании).

В бетоне Богучанской плотины отмечено накапливание, как остаточных деформаций расширения, так и сокращения. Деформации расширения характерны для оттаявшего бетона и водонасыщаемого бетона (38 случаев из 67). Деформации сокращения наблюдались только в нескольких измерительных точках (3 случая из 67). Измерительные точки расположены на торцах пятиметрового бычка. Имеются случаи, когда накопленные деформации расширения в период промораживания бетона переходят в деформации сокращения, когда бетон находится постоянно при положительной температуре (17 случаев из 67). Он как бы теряет прежний запас расширения. И, наконец, наблюдается отсутствие остаточных деформаций (9 случаев из 67).

Взаимное сопоставление и анализ изменения во времени величин к.л.р. замороженного бетона, остаточных деформаций расширения и температур замерзания позволило усовершенствовать методику анализа свободных деформаций бетона. Изучение характера изменений величин к.л.р. замороженного бетона во времени в разных зонах сооружения позволило оценить глубину деструктивных процессов и характер преобладания конструктивных процессов над деструктивными (или, наоборот, в зависимости от места расположения измерительных точек).

Развитие методов исследований свойств замороженного бетона на основе результатов натурных наблюдений позволило дать количественную и качественную оценку влияния сезонного замораживания на свободные деформации бетона. Показания преобразователя в «конусе» приобрели самостоятельное значение, что позволило расширить перечень контролируемых показателей состояния бетонных плотин, и использовать результаты анализа собственных деформаций бетона для определения критериальных значений диагностических показателей состояния гидротехнических сооружений.

Полученные результаты исследований необратимых явлений в структуре свободного бетона выявили новый взгляд на поведение бетона в гидротехнических сооружениях. В зависимости от термовлажностных условий в бетоне постоянно происходят конструктивные и деструктивные процессы,

меняющие его структуру и проявляющиеся в частности, в появлении необратимых деформаций расширения или сокращения.

Определены значения к.л.р. при отрицательной температуре, остаточные необратимые деформации, являющиеся следствием структурных изменений, оценена прочность бетона в контролируемых блоках.

В главе 3 проведена оценка напряженно-деформированного состояния плотины Богучанского гидроузла по 2001 год. Анализировалось состояние монолитности бетонных массивов и влияние отрицательной температуры (коэффициента линейного расширения) на раскрытие швов.

Учитывалось состояние межстолбчатых швов, раскрытие межблочных строительных швов и температурное трещинообразование. Выявленные типы несплошностей рабочего профиля сказываются на его напряженно-деформированном состоянии.

Влияние замораживания проявлялось в увеличении глубины раскрытия швов, что вызвано более высоким значением к.л.р. замороженного бетона (1,5*10 5...1,6*10~5 1/°С) по сравнению с незамороженным. Раскрытие швов прямопропорционально величине к.л.р. и в промороженных блоках происходит более интенсивно по сравнению с непромороженными.

Анализ раскрытия межстолбчатого шва в зависимости от температуры, показывает, что коэффициент пропорциональности (К] при положительной температуре и Кг - при отрицательной) увеличивается при замораживании блока.

Состояние межстолбчатых швов

В условиях затянувшегося строительства свыше 90% общей площади строительных швов подлежат цементации (по состоянию на ноябрь 2000 г.).

Неэффективное омоноличивание швов отмечено в пределах карт цементирования до отметки 134,0 м. Вывод о качестве проведенной цементации сделан на основе показаний щелемеров, которые в некоторых случаях свидетельствуют о некачественной (в прискальных блоках) и неэффективной цементации (на более высоких отметках).

В незацементированных межстолбчагых швах наблюдалось их постепенное закрытие за счет остаточных деформаций расширения при замораживании и оттаивании. Эта величина закрытия в среднем составила 1,5...2 мм. Поведение таких швов (изменение во времени величины раскрытия) напоминает их состояние, характерное для неэффективно омоноличенных швов. Цементация таких швов может оказаться неэффективной.

В большинстве случаев раскрытие межстолбчатых швов соответствует сезонным колебаниям температуры наружного воздуха. Швы раскрываются и закрываются, что свидетельствует об отсутствии раствора в швах. Швы, подлежащие в дальнейшем цементации, в основном, раскрыты на величины достаточные для их омоноличивания.

В условиях затянувшегося строительства края межстолбчатых швов промораживаются, также как и стенки донных отверстий. В таких условиях выполненная цементация не будет эффективной при любой температуре из-за значительного температурного градиента (в бычках донных отверстий).

Отмечены небольшие величины раскрытия швов между первым и вторым столбами во всех контролируемых секциях. Это обусловлено технологией возведения плотины, когда соседние столбы бетонировались с отставанием от первого Отсутствие наклона первого столба в сторону напорной грани не позволит иметь технологическое обжатие напорной грани.

Состояние межблочных швов Данный вид несплошности (раскрытие межблочных швов) связан с местоположением и сезонными колебаниями температуры. В основном раскрывались швы на отметках 140. ..150 м, где в меньшей степени сказывалось влияние веса бетона, и амплитуда сезонных колебаний была выше.

У напорной грани глухих секций в большинстве случаев межблочные швы либо сомкнуты, либо раскрывались в первые несколько лет после укладки блока в соответствии с сезонными колебаниями температуры. Впоследствии, среднегодовая температура бетона в зоне межблочных швов положительная с очень небольшими сезонными колебаниями. При этом швы сомкнуты. Отмечены случаи монолитности межблочных швов у напорной грани при низких отрицательных температурах.

В водосбросной секции протяженность раскрытия шва доходила до центра блока (более 10м).

Раскрытие межблочного шва со стороны низовой грани составляет 0...0,5 мм в измерительной точке, отстоящей на 3,7 м от наружной поверхности.

Температурное трещинообразование Невозможность абсолютного соблюдения всего комплекса мероприятий по регулированию температурного режима обуславливает неизбежность температурного трещинообразования. Температурное трещинообразование в блоках Богучанской плотины связано с типовыми нарушениями технологических мер по регулированию температуры. Из 24 контролируемых блоков трещины прошли по базе приборов в 6 случаях. В период прекращения бетонных работ возникла только одна трещина. Эта вертикальная трещина зафиксирована на третий год, когда началось перекрытие блока с интенсивным бетонированием вышележащих отметок. Как и в других плотинах, большинство вертикальных трещин сосредоточено на стенках донных отверстий, в которых температурный градиент направлен вдоль оси плотины.

Установлено появление трех наклонных субгоризонтальных трещин еу в разных секциях плотины, что не является типичным явлением.

Вертикальные трещины поперек потока £х, ухудшающие статическую работу плотины, (приводящие к неравномерной передаче давления от действующих нагрузок и как следствие к перераспределению напряжений в

плотине и локальному перенапряжению отдельных зон) зафиксированы в трех случаях. В одном из этих случаев трещина закрылась через полгода после своего образования.

Наименее трещиностойкой оказалась водосливная «неработающая» контролируемая секция. В этой секции из трех блоков, оснащенных «розетками», в двух обнаружены трещины. Во втором столбе в центре по базе трех тензометров из пяти прошла субвертикальная трещина перпендикулярно потоку (по оси сооружения) с большим раскрытием. В третьем столбе имеет место трещинообразование с выключением из работы части бетона.

Инструментально зафиксированные трещины сведены в таблицу 2.

Таблица 2._ Трещины в блоках.

№№ пп Расположение измерительной точки Дата бетонирования Дата возникновения трещины Направление трещины Величина деформации, отн.ед

о гметка, столб расстояние от грани, м

1 2 3 4 5 6 7

21 секция (правая полу секция)

1 133,7; II столб 8 24.01.86 07.08.86 вертикальная поперек потока ех=(350 . 400)* 10~5; sv=(250. 300)* 10~5; Ew=(250. ,300)*10"5

2 133,7, III столб 3 05 11 87 18 08 88 вертикальная вдоль потока ez=(4.. 6)* Ю-5

3 133,7; III столб 1 05 11 87 03.12 87 вертикальная вдоль потока ez=(6 8)*10"5

28 секция

4 136,7; левый бычок, II столб 2,5 21 07 87 24 06 88 наклонная субгоризонтальная Sy=(20 .50)*10 Ь, ew=(7 25)* 10"5

5 136,7; левый бычок, III столб 2,5 26 04 85 28 11 85 трещина прошла выше «розетки» (преобразователи в «розетке» работают как «конус»)

31 секция

6 133,7,1 столб, правая полусекция 1 23 08 86 07 05 87 вертикальная поперек потока sx=(10 .12)*10 , ew=(5...8)*10"5

7 133,7; I столб, левая полусекция 8 29.08.86 09 10 86 наклонная субгоризонтальная Бу=220* 10~5 ew=90* 10~5 (впоследствии закрылась)

Продолжение таблицы 2.

1 2 3 4 _ 5 6 7

8 133,7, III столб, левая полусекция 8 28 04.84 25 12 86 наклонная субгоризонтальная Еу=16*10~5 (впоследствии закрылась)

34 секция

9 158,5, 1-П; 13 28 05 90 03 12.92 вертикальная поперек потока; вертикальная вдоль потока ех=(16 18)* 10 Е2=(33 35)* Ю-5

Схема профиля глухой секции плотины с указанием характерных нарушений монолитности бетона представлена на рис. 4.

Напряженное состояние блоков определялось по всем работающим «розеткам». Перевод измеренных деформаций в напряжения проведен в соответствии с общепринятой методикой. Меры ползучести и модуль упруго-мгновенных деформаций были получены прямыми испытаниями бетона в Богучанской плотине.

Анализ напряжений показал следующее. Напорная грань сжата (сгу—1...-2,5 МПа). Сезонный размах напряжений достигает 1,5 МПа и зависит от сезонных колебаний температуры. Напряжения <зу и о2 развиваются по одной закономерности. Отличие в значениях напряжений обусловлено воздействием веса уложенного бетона, немонолитностью по горизонтальным сечениям и составляет до 2,5 МПа (в зависимости от отметки).

Низовая грань плотины подвержена сезонному влиянию отрицательной температуры окружающего воздуха. Из-за раскрытия строительных швов бетон низовой грани реагирует в большей степени на изменение температуры, чем на вес бетона. Нормальные напряжения ау на низовой грани контролируемых секций меняются в пределах от +0,3 до -0,9 МПа (рис. 5в).

Имеются области бетона, в которых регистрируются напряжения растяжения: нормальные напряжения по вертикальным площадкам стх и ст2 у напорной и у низовой граней 21 секции; стх в центральной зоне и первом столбе 31 секции; стх и а2 в центральной части объединенного столба 34 секции; стх в бычках водосбросных отверстий 28 секции.

О влиянии несплошностей (строительных швов), в том числе в центре блоков, на перераспределение напряжений свидетельствует их неравномерное распределение по горизонтальным сечениям. При раскрытии межблочного шва в центральной части блока указанная зона исключается из работы, с увеличением напряжений от веса бетона у напорной грани. Продолжение бетонирования вызывает рост напряжений сжатия сту у напорной грани (рис. 5а) при мало меняющемся напряжении ау в центре блока (рис. 56), что свидетельствует о локальном нарушении монолитности межблочного шва.

Остаточные деформации, накопленные в свободном бетоне, в массивном бетоне сооружения превращаются в необратимые напряжения сжатия или растяжения. Максимальные необратимые напряжения сжатия отмечены в блоках секций замораживаемых и оттаиваемых в течение 10 лет. Накопленные необратимые напряжения находятся в пределах 0,2...0,8 МПа, складываясь с напряжениями от действующих нагрузок.

Необратимые напряжения растяжения зафиксированы в четырех случаях в бетоне донных отверстий. Их величина колеблется от 0,2 до 1,0 МПа.

Результаты анализа напряженно-деформированного состояния Богу-чанской плотины показали, что при действии сезонного изменения температуры, кроме аналогичного сезонного изменения напряжений, в них может накапливаться необратимая составляющая, обусловленная структурными изменениями в массивном бетоне.

В главе 4 представлено состояние контролируемых секций плотины Богучанского гидроузла по данным натурных наблюдений.

В таблице 3 сопоставлены напряжения сту и а2 на одних и тех же отметках в разных секциях.

Таблица 3_Напряженное состояние плотины.

Расположение измерительной точки Нормальные напряжения оу и (а^, МПа

21 секция 28 секция 31 секция 34 секция

1 2 3 4 5

отметка 133,7 м

Напорная грань -1,5 . -2,5 -1,0. .-2,5

Центр -2,5...-2,8 (0 -0,5) -0,4 -0,8 -0,5

Низовая грань 0 -0,6 (0. .+0,8) -0,1 +0,2 -0,6 -0,8

отметка 136,7 м

Напорная грань -1,0. .-1,4 (+0,8. +1,3)

Центр -2,5...-3,0 (+0,3 . +0,5) +0,2 (+0,7...+0,9)

Низовая грань -0,8 . -0,9

Из таблицы 3 видно, что на формирование напряжений в контролируемых блоках, обусловленных только нагрузками от веса и сезонными температурными воздействиями, влияли также структурные изменения, происходящие в бетоне.

Напряженное состояние плотины характеризуется с одной стороны напряжениями сжатия более высокими, чем только от веса уложенного бетона, с другой, наличием зон, в которых фиксируются напряжения растяжения.

Распределение бетона по прочности показывает несоответствие прочностных характеристик классу бетона. В оголовках бычков водосбросных

отверстий и во внутренней зоне глухой 31-ой секции прочность ниже проектных классов.

Условия для цементации межстолбчатых швов со временем ухудшились вследствие закрытия межстолбчатых швов в результате действия остаточных деформаций расширения оттаиваемого бетона.

Статическая работа бетонной плотины Богучанской ГЭС будет схожа со статической работой гравитационных плотин, эксплуатирующихся в суровом климате, в случае эффективного омоноличивания межстолбчатых швов. Наполнение водохранилища сказалось бы благоприятно на напряженно-деформированном состоянии плотины. В этом случае в летний период из-за температурного сжатия и работы плотины полным рабочим профилем состояние ее будет наиболее благоприятным. При раскрытии швов на низовой грани в зимний период будут наблюдаться максимальные значения напряжений из-за возросшей роли гидростатической нагрузки.

При немонолитности межблочных швов на низовой грани и несплошности строительных швов в центральной части блоков проведение эффективного омоноличивания становится наиболее важным, т.к. обеспечило бы передачу усилий от первого столба на низовой клин.

Непроектное состояние плотины Богучанской ГЭС обусловило следующие ее характерные особенности:

-сформировались сжимающие (остаточные) напряжения по горизонтальным площадкам ау у напорной грани глухих секций;

-раскрытие межблочного шва в центральной части блоков привело к перераспределению силовых нагрузок и вывело из работы некоторые зоны бетона, не воспринимающие или воспринимающие в меньшей степени нагрузки от веса, чем бетон в зоне напорной грани;

-инструментально зафиксированы наклонные субгоризонтальные трещины бу в разных секциях плотины, что не является типичным явлением;

-водосбросные секции ослаблены водопропускными отверстиями в двух сечениях. Бычки донных отверстий водосбросной секции подвержены трещинообразованию. Если впоследствии водосброс первого уровня закроют бетонной пробкой, то водосбросные отверстия второго уровня останутся эксплуатационными Длительное воздействие отрицательной температуры на бетон наружных поверхностей (толщина 0,5... 1 м) бычков донных отверстий второго уровня вызывает деструктивные процессы, ослабляющие структуру бетона. Поверхностные трещины на стенках бычков донных отверстий будут являться источниками кавитации;

-состояние водосливных секций в эксплуатационный период может улучшиться из-за ледяной корки, которая обычно образуется на водосливных гранях. Это явление могло бы уменьшить сезонные колебания температуры и, как следствие, величину температурных напряжений.

Оценка надежности работы сооружения связана с анализом характера изменения контролируемых параметров. Отсутствие необратимых явлений -

главный фактор стабильной работы плотины. Одна из главных задач анализа натурных данных заключается в выявлении причин необратимых составляющих. Необратимые остаточные деформации, обусловленные структурными изменениями свойственными бетону как материалу, являются неизбежными. Анализ показаний преобразователя в «конусе» позволяет выделить эти остаточные деформации, объективно оценить динамику напряженно-деформированного состояния.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе проанализированы многолетние натурные данные тензометрических измерений о состоянии блоков плотины Богучанско-го гидроузла с целью оцеики ее напряженно-деформированного состояния перед возобновлением строительства. Впервые получена информация о структурных изменениях в свободном и нагруженном бетоне, длительное время испытывающем только влияние окружающей среды. Предложены новые методы анализа остаточных деформаций в бетоне, вызывающих необратимую составляющую напряжений.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Самостоятельный анализ показаний деформаций в «конусах» позволяет расширить перечень контролируемых показателей состояния бетонных плотин и дает возможность определять:

-коэффициент линейного расширения при отрицательной температуре;

-явления разбухания и усадки бетона;

-динамику необратимых остаточных деформаций в бетоне, превращающихся в дополнительные напряжения.

2. Разработаны и апробированы новые методы анализа температурно-влажностных деформаций в массивном бетоне, как материале. Анализ деформаций в «конусах» позволяет объяснить причины необратимых процессов, которые могут быть связаны как с изменением схемы статической работы плотины, так и с явлениями разбухания, усадки бетона или остаточными деформациями после его оттаивания.

3. Полученные результаты натурных исследований выявили новый взгляд на поведение бетона в гидротехнических сооружениях. В бетоне при сезонном изменении термовлажностных условий возникают дополнительные остаточные деформации сокращения или расширения. Установлено, что деформации расширения, накопленные в период промораживания бетона, могут переходить в деформации сокращения, когда бетон находится постоянно при положительной температуре.

4. Установлены закономерности изменения коэффициента линейного расширения бетона при замораживании и закономерности накапливания остаточных деформаций бетона при его оттаивании, которые показали, что при новых циклах замораживания бетон может восстанавливать первоначальную

структуру (по показаниям коэффициента линейного расширения). В оттаявшем бетоне имеется остаточная деформация расширения, являющаяся следствием изменения структуры бетона в период ею замораживания. Эта величина находится в пределах (0,5...2,2)*Ю- и накапливается от цикла к циклу, но с каждым новым циклом воздействия отрицательной температуры остаточные деформации расширения уменьшаются по величине.

5. Показано влияние коэффициента линейного расширения замороженного бетона на состояние межстолбчатых швов. Раскрытие швов в промороженных блоках происходит более интенсивно по сравнению с непроморожен-ными.

6. Показано влияние структурных изменений бетона при замораживании и оттаивании на состояние неомоноличенных межстолбчатых швов. Накапливание остаточных деформаций расширения оттаиваемого бетона приводит к закрытию швов (в среднем на 1,5...2,0 мм).

7. На основе полученных данных натурных исследований дана оценка напряженно-деформированного состояния плотины Богучанского гидроузла, которую нельзя получить расчетным путем из-за немоделируемости процессов, происходящих в замораживаемом и оттаявшем бетоне.

8. В зависимости от интенсивности структурных изменений, вызывающих необратимые деформации, за время консервации в плотине произошло увеличение напряжений сжатия на 0,2...0,8 МПа и их уменьшение на 0,2... 1,0 МПа.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Деформации бетона при низких отрицательных температурах (на примере массивной гравитационной плотины Богучанского гидроузла). Шестой Международный конгресс «Вода: экология и технология. Экватек-2004». Материалы конгресса. Москва, 1-4 июля, 2004 г. Часть 2, с. 928-929. (соавтор Д.В. Козлов).

2. Свободные температурные деформации бетона плотины Богучанского гидроузла при действии отрицательной температуры. Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России. Сборник научных трудов. М.: МГУП, 2004, с. 199-204. (соавтор Д.В. Козлов).

3. Натурные исследования свободных деформаций бетона в блоках плотины Богучанского гидроузла. Водные ресурсы Центральной Азии. Душанбе: 2004, №1, с. 88-97 (соавтор Д.В. Козлов).

4. Анализ собственных деформаций бетона по данным натурных наблюдений на плотине Богучанского гидроузла. Гидротехническое строительство, 2005, №1, с. 31-36 (соавтор Д.В. Козлов).

5 Натурные исследования напряженно-деформированного состояния плотины Богучанской ГЭС. Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России. Материалы международной научно-практической конференции. М.: МГУП, 2005, Часть 1, с. 8-13. (соавтор Д.В. Козлов).

6. Оценка состояния бетонной плотины Богучанской ГЭС по данным натурных наблюдений за свободными деформациями. Мелиорация и водное хозяйство, 2005, №3 (в печати).

а)

167,0

Рис 1 Размещение контрольно-измерительной аппаратуры в секциях плотины Богучанского гидроузла а) водосливной; б) водосбросной и в) глухой.

1 - преобразователь линейных перемещений; 2 - преобразователь линейных деформаций; 3 - «розетка» из 3.. 6 преобразователей линейных деформаций с «конусом»; 4 - преобразователь температуры

е*10

участок уменьшения к л р

■49-

■59-

■69-

Т,°С

5 - величина остаточных деформаций расширения

перелом, свидетельствующий о замораживании бетона

Рис 2 Характерная схема зависимости свободных деформаций бетона от температуры'

1 - к л р при отрицательной температуре, аб=(1,5 1,6)*10 1/°С,2-к.лр при положительной температуре, аб=0,92* 10 5 1/°С

«6*10'

а)

аб*10

-5

б)

Цикл за-моражи-9 10 вания

4 ) ■ J к 2

1 с 1 1 > 1 Ч к 1 4 >

i к 1 < 1 » 4 к >

1 1 3 1 1

ю

Цикл за-моражи-

Рис. 3. Изменение во времени к.л.р. замороженного бетона:

а) увеличение в зоне массивного бетона (в одном метре от наружной 1рани) 34-ой секции;

б) уменьшение в зонах массивного бетона 34-ой секции (1); массивного бетона 21-ой секции (2), массивного бетона 31-ой секции (3).

190,0

Условные обозначения: сезонное раскрытие межблочного шва со стороны низовой грани на отм. 154,0 м

-от 0 до 0,5 мм в измерительной точке на глубине 3,7 м сезонное раскрытие межблочного шва со стороны напорной грани на отм 142,0 м-

-от 0,1 до 0,3 мм в измерительной точке на глубине 0,5 м; -от 0,08 до 0,15 мм в измерительной точке на глубине 1 м трещинообразование в блоках

неэффективно омоноличенный шов некачественно омоноличенный шов

немонолитность межблочного шва в центре блока

зоны бетона с прочностью ниже проектного класса

Рис 4. Схема профиля плотины Богучанско! о гидроузла с нарушениями монолитности бетона, установленными по данным натурных наблюдений.

Рис 5 Развитие нормальных напряжений сту в блоках плотины- а) у напорной грани, б) в центре блоков, в) у низовой грани

1 - нормальные напряжения сту;

2 - температура бетона.

Московский государственный университет природообустройства (МГУП)

Зак № УХО Тираж -/&Û

11-7040

PH Б Русский фонд

2006-4 6517

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ БОГУЧАНСКОЙ ГЭС.

1.1. Методы и средства натурных исследований напряженно-деформированного состояния плотины Богучанской ГЭС.

1.2. Натурные исследования свободных деформаций бетона в блоках плотин.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОБОДНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ БЕТОНА В БЛОКАХ ПЛОТИНЫ БОГУЧАНСКОЙ ГЭС.

2.1. Анализ свободных температурных деформаций бетона.

2.2. Анализ структурных изменений бетона.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛОТИНЫ

БОГУЧАНСКОЙ ГЭС.

3.1. Температурное раскрытие швов и трещин.

3.2. Термонапряженное состояние блоков.

3.3. Влияние немонолитности профиля плотины на ее напряженнодеформированное состояние.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. СОСТОЯНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ СЕКЦИЙ ПЛОТИНЫ БОГУЧАНСКОЙ ГЭС ПО ДАННЫМ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ.

Выводы к главе 4.

Особенностью бетонной плотины Богучанского гидроузла, на примере которой выполнена работа, является незавершенное строительство и, как следствие, длительное непроектное состояние. Богучанская ГЭС - четвертая в каскаде ГЭС на р. Ангаре. Строится с 1976 года в местности с суровым резкоконтинентальным климатом со среднегодовой температурой воздуха -3,2 °С и абсолютным минимумом -57 °С. В настоящее время по экономическим условиям достройку гидроузла намечено завершить с пониженным НПУ 185 м.

Низкая интенсивность бетонных работ, нахождение на открытом воздухе части верховой грани плотины, бетон которой должен был работать под водой, привели к изменению проектной схемы возведения сооружения. Такое продолжительное непроектное состояние гидроузла может сказываться негативно на напряженно-деформированном состоянии плотины в целом, но с точки зрения научных исследований представляет собой ценный материал. Плотина Богучан-ской ГЭС, на которой с 1992 года работы по бетонированию блоков практически не ведутся, подвергается замораживанию и оттаиванию, действию воды в водопропускных отверстиях. Возобновление строительства потребует оценки напряженно-деформированного состояния плотины. Кроме того, в течение 10 лет бетонные массивы испытывают только влияние температуры и таким образом дают уникальную возможность исследовать собственные деформации бетона как материала. Проблема последствий структурных изменений бетона для напряженно-деформированного состояния плотин еще мало изучена, так как в условиях строящегося и эксплуатируемого сооружения, испытывающего влияние многих факторов затруднительно выделить необратимую составляющую деформаций, обусловленных изменениями в структуре бетона.

Тензометрические измерения, проводимые на высоких бетонных плотинах, обычно сводятся к определению напряженных деформаций и перевода их в напряжения. В этом случае деформации, измеренные в «конусе» (свободном объеме бетона) используются только для получения напряженных деформаций. Между тем, анализ температурно-влажностных деформаций в свободном объеме бетона, заключенного в «конус», показал высокую информативность данных о поведении свободного бетона.

Такие работы, выполненные по данным натурных наблюдений на Братской, Красноярской, Усть-Илимской, Бурейской и Саяно-Шушенской плотинах, показали, что в массивном бетоне (сохраняемом воду затворения) под влиянием внешней среды могут происходить структурные изменения, влияющие на физико-механические характеристики бетона и вызывающие необратимые напряжения в плотине.

Развитие методики исследований свойств замороженного бетона на основе результатов натурных наблюдений позволит дать количественную и качественную оценку влияния сезонного замораживания на свободные деформации бетона.

Необходимы дальнейшие исследования, связанные с различными последствиями при многочисленных циклах замораживания и оттаивания для разных зон бетона (бетона внутренних зон и наружных поверхностей).

Температурное раскрытие швов и трещин может привести к перераспределению напряжений и изменить проектные предпосылки о работе плотины. Данное обстоятельство необходимо учитывать при оценке напряженно-деформированного состояния сооружения.

Прекращение строительства гидротехнических сооружений всегда приводит к непрогнозируемым последствиям, особенно в условиях сурового климата, когда неморозостойкий бетон внутренних зон десятилетиями замораживается и оттаивает. Среди отечественных гидросооружений примером долгостроя является строительство плотины Бурейской ГЭС. Последствия долгостроя здесь привели к ослаблению структуры уложенного ранее бетона, к появлению трещин через несколько лет после бетонирования блоков.

В настоящее время вторым законсервированным объектом является Бо-гучанская плотина. Необходимость анализа натурных данных о состоянии Бо-гучанской плотины не вызывает сомнений. До возобновления строительных работ необходимо оценить фактическое состояние бетонных массивов.

Этому посвящена настоящая работа, которая выполнена на основе натурных исследований массивной гравитационной плотины Богучанского гидроузла и цель которой заключалась в анализе процессов, формирующих напряженное и деформированное состояние плотины, испытывающей сезонные многолетние циклы замораживания и оттаивания.

Анализ натурных данных проводился в соответствии с нормативными требованиями, а также с использованием новых методов обработки, предложенных автором.

Достоверность результатов подтверждается сопоставлением с натурными данными, полученными на плотинах Братской, Усть-Илимской, Саяно-Шушенской и Бурейской ГЭС. Научная новизна работы.

1. Известно, что в массивном бетоне гидротехнических сооружений происходят структурные изменения, приводящие к дополнительным напряжениям растяжения или сжатия. Выделить эти остаточные деформации очень сложно из-за одновременного воздействия нескольких факторов. Впервые, используя уникальный случай отсутствия силовых нагрузок в течение 10 лет, определено влияние изменения термовлажностных условий на структурные процессы в нагруженном и свободном бетоне.

2. Расширен перечень контролируемых показателей состояния бетонных плотин на основе исследований собственных деформаций:

-оценка структурных изменений бетона, как вследствие сезонного знакопеременного режима, так и влажностных воздействий; -оценка степени ослабления или упрочнения бетона во времени;

3. Анализ натурных данных о свободных деформациях бетона позволил получить информацию, которую нельзя воспроизвести в лабораторных условиях или расчетными методами:

-температура замерзания бетона в отдельных блоках плотины Богу-чанского гидроузла достигает -8 °С. А при повторном цикле «замораживания-оттаивания» Т3 может «сместиться» на один-три градуса в сторону более высоких отрицательных температур, что может свидетельствовать о накоплении необратимых структурных изменений бетона;

-величины коэффициентов линейного расширения замороженного бетона колеблются в широких пределах от 1,24*10° до 2,07*10° 1/°С.

4. Дана оценка степени преобладания конструктивных процессов над деструктивными. Деструктивные процессы в замороженном бетоне плотины Богучанской ГЭС протекают на глубине одного метра от наружных граней, а значительные величины к.л.р., достигшие 2,07* 10"5 1/°С, характеризуют бетон в отдельных блоках плотины как бетон с ослабленной структурой.

5. Установлены причины необратимых напряжений, которые на плотине Богучанской ГЭС связаны со структурными изменениями бетона. Их учет позволит диагностировать и выявлять причины развивающихся в плотинах необратимых процессов.

6. Изучено влияние коэффициента линейного расширения замороженного бетона и его структурных изменений на характер раскрытия швов.

7. Изучено влияние структурных изменений бетона на поведение неомо-ноличенных межстолбчатых швов.

8. Установлена необходимость учета коэффициента линейного расширения замороженного бетона в расчетных моделях.

9. Дана оценка напряженно-деформированного состояния Богучанской плотины, которую нельзя получить расчетным путем из-за немоделируе-мости процессов, происходящих в замораживаемом и оттаявшем бетоне. Практическая значимость диссертации:

-предложенная методика анализа тензометрических измерений расширяет возможности анализа натурных данных и позволяет определить последствия структурных изменений в бетоне;

-оценка состояния Богучанской плотины дает возможность выполнить Федеральный закон о безопасности гидротехнических сооружений и откорректировать технические условия по продолжению строительства.

Практическая реализация диссертации: -изложенные материалы должны быть использованы при продолжении строительства и разработке программы контроля безопасности Богучанского гидроузла;

-предложенный метод анализа термовлажностных деформаций может быть использован при анализе тензометрических наблюдений на любой плотине; -результаты работы могут быть использованы для определения критериальных значений диагностических показателей состояния гидротехнических сооружений;

-разработаны рекомендации по учету в расчетах термонапряженного состояния свойств бетона, меняющихся при действии отрицательных температур.

Полученные в диссертации результаты позволят повысить эффективность омоноличивания профиля плотины, предпринять меры по устранению нарушений монолитности бетона. Получившее в диссертации развитие методики анализа свободных деформаций бетона, позволит отслеживать как на стадии строительства, так и в эксплуатационный период преобладание конструктивных (упрочняющих структуру бетона) или деструктивных (разрушающих) процессов.

Личный вклад.

Автором выполнен ретроспективный анализ натурных наблюдений на Богучанской плотине до 1992 года и последующих наблюдений до 2001 года. Разработана новая методика анализа тензометрических наблюдений.

Основные результаты работы опубликованы в шести работах. Диссертация содержит введение, четыре главы, заключение с выводами и рекомендациями, список литературы, состоящий из 110 наименований.

Выводы к главе 4

1. Напряженное состояние плотины характеризуется с одной стороны напряжениями сжатия более высокими, чем только от веса уложенного бетона, с другой наличием зон, в которых фиксируются напряжения растяжения.

2: Сформировались сжимающие (остаточные) напряжения по горизонтальным площадкам ау у напорной грани контролируемых секций.

3. В условиях затянувшегося строительства края швов, подлежащих цементации промораживаются. Это может привести к уменьшению раскрытия краев швов, из-за влияния остаточных деформаций расширения. Цементация таких швов может оказаться неэффективной.

4. Необратимые остаточные деформации, обусловленные структурными изменениями свойственными бетону как материалу, являются неизбежными. Анализ показаний преобразователя в «конусе» позволил выделить эти остаточные деформации, объективно оценить динамику напряженно-деформированного состояния.

Заключение

В представленной работе проанализированы многолетние натурные данные тензометрических измерений о состоянии блоков Богучанской плотины с целью оценки ее напряженно-деформированного состояния перед возобновлением строительства. Впервые получены данные о структурных изменениях в свободном и нагруженном бетоне, длительное время испытывающем только влияние окружающей среды. Предложены новые методы анализа остаточных деформаций в бетоне, вызывающих необратимую составляющую напряжений.

Необратимые остаточные деформации, обусловленные структурными свойственными бетону как материалу, являются неизбежными. Анализ показаний преобразователя в «конусе» позволил выделить эти остаточные деформации, установить причину их возникновения, изучить характер преобладания деструктивных процессов над конструктивными (или, наоборот, в зависимости от расположения измерительной точки), объективно оценить динамику напряженно-деформированного состояния.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие основные выводы:

1. Разработана и апробирована новая методика анализа температурно-влажностных деформаций в массивном бетоне, как материале.

2. Установлены закономерности изменения коэффициента линейного расширения бетона при замораживании, накапливании остаточных деформаций при его оттаивании.

3. Расширен перечень контролируемых показателей состояния бетонных плотин на основе исследований собственных деформаций:

-оценка структурных изменений бетона, как вследствие сезонного знакопеременного режима, так и влажностных воздействий; -оценка степени ослабления или упрочнения бетона во времени;

4. Анализ натурных данных о свободных деформациях бетона позволил получить информацию, которую нельзя воспроизвести в лабораторных условиях или расчетными методами. Самостоятельный анализ показаний преобразователя в «конусе» дал возможность определить:

-температуру замерзания бетона в блоках плотины Богучанского гидроузла, которая достигала -8 °С. При повторном цикле «замораживания-оттаивания» Т3 в некоторых случаях «смещалась» на одинтри градуса в сторону нуля, что свидетельствует о накоплении необратимых структурных изменений бетона; •

-коэффициенты линейного расширения замороженного бетона, которые колеблются в широких пределах от1,24*10"5 до 2,07* 10"5 1/°С; -величину отрицательной температуры (около -10 °С), которая приводила к накапливанию структурных нарушений в бетоне, следствием чего явилось уменьшение к.л.р. замороженного бетона (в среднем на 10%);

-явления разбухания и усадки бетона;

-динамику необратимых остаточных деформаций в бетоне, превращающихся в дополнительные напряжения сжатия или растяжения.

5. Установлено, что в бетоне при сезонном изменении термовлажност-ных условий возникают дополнительные остаточные деформации сокращения или расширения.

6. Дана оценка степени преобладания конструктивных процессов над деструктивными. Деструктивные процессы в замороженном бетоне плотины Богучанской ГЭС протекают на глубине одного метра от наружных граней, а значительные величины к.л.р., достигшие 2,07*10"5 1/°С, характеризуют бетон в отдельных блоках плотины как бетон с ослабленной структурой.

7. Показано влияние к.л.р. замороженного бетона на состояние межстолбчатых швов. Более высокое значение к.л.р. замороженного бетона по сравнению с незамороженным приводит к увеличению глубины раскрытия швов и, как следствие, к изменению схемы статической работы гравитационной плотины.

8. Дана оценка современного напряженно-деформированного состояния Богучанской плотины, которую нельзя получить расчетным путем из-за немоделируемости процессов, происходящих в замораживаемом и оттаявшем бетоне.

9. За время консервации в плотине произошло увеличение напряжений сжатия на 0,8 МПа и их уменьшение на 1,0 МПа, в зависимости от интенсивности структурных изменений, вызывающих необратимые деформации.

10. В условиях затянувшегося строительства края швов, подлежащих цементации промораживаются. Это привело к уменьшению раскрытия краев швов, из-за влияния остаточных деформаций расширения. Цементация таких швов может оказаться неэффективной.

11. Изменение физико-механических свойств замороженного бетона плотины Богучанского гидроузла необходимо учитывать в расчетах напряженно-деформированного состояния:

-среднее значение к.л.р. для замороженного бетона Богучанской плотины колеблется в пределах (1,5*10'5-Н,6* 10~5);

-средняя температура замерзания бетона составляет -4 °С.

12. На напряженно-деформированное состояние Богучанской гравитационной плотины существенное влияние оказывает немонолитность профиля - раскрытие межблочных и межстолбчатых швов, трещинообразо-вание. Необходимо предпринять мероприятия по повышению эффективности омоноличивания.

13. Бетон наружных поверхностей подвержен деструктивным процессам. Следует предпринять меры по проведению ремонтных мероприятий (заделка швов и трещин) в неэксплуатируемых бычках водосбросных отверстий.

14. Раскрытие горизонтальных строительных швов в центральной части блоков первых столбов привело к перераспределению силовых нагрузок и вывело из работы некоторые зоны бетона, не воспринимающие или воспринимающие в меньшей степени нагрузки от веса бетона, чем бетон в зоне напорной грани.

Полученные в диссертации результаты позволят: -учитывать в расчетах термонапряженного состояния свойства бетона, меняющиеся при действии отрицательных температур; -учитывать в расчетных моделях немонолитность межблочных швов; -повысить эффективность омоноличивания профиля плотины, предпринять меры по устранению нарушений монолитности бетона;

-разработать программу контроля безопасности Богучанского гидроузла и продолжить его строительство;

-расширить число контролируемых показателей состояния безопасной работы бетонных плотин.

Предложенный метод анализа термовлажностных деформаций и его результаты, полученные для бетонной плотины Богучанской ГЭС, могут быть использованы при анализе тензометрических измерений на любой плотине.

1. Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменение температуры и влажности с учетом ползучести. -М.: Стройиздат, 1973, 432 с'.

2. Александровская Э.К., Кадыскина Н.А, Урахчин В.П. Анализ результатов натурных исследований напряжений в массивных гравитационных плотинах. -Гидротехническое строительство. №7, 1976, с. 20-25.

3. Александровская Э.К. К вопросу об анализе данных натурных исследований в бетоне гидротехнических сооружений. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 73-76.

4. Александровская Э.К. Напряжения в плотине Красноярской ГЭС в периоды строительства и временной эксплуатации. -Гидротехническое строительство. №4,1971, с. 19-24.

5. Александровская Э.К. Урахчин В.П. Контроль статической работы бетонных гравитационных плотин на скальных основаниях в эксплуатационный период. -Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 3236.

6. Александровская Э.К., Урахчин В.П. Результаты оперативного контроля за состоянием плотины Саяно-Шушенской ГЭС в период заполнения водохранилища. Гидротехническое строительство. №7,1980, с. 11-16.

7. Белов А.В. К определению температурных напряжений в столбчатых массивах высоких плотин. -Известия ВНИИГ им. Веденеева. Том 66,1960, с. 173-183.

8. Бетонные плотины на скальных основаниях. М.М. Гришин, Н.Н. Розанов, Л.И. Белый и др. -М.: Стройиздат, 1975, 352 с.

9. Бердичевский Г.Ю., Корнев Ю.П., Крюков А.Д. Оценка состояния гравитационной плотины Курпсайской ГЭС в период эксплуатации. -Гидротехническое строительство. №9,1985, с. 35-38.

10. Березинский С.А., Еникев Ф.Г., Максимов К.И., Хакимова Г.К., Казаченко М.С. Состояние бетонной плотины Токтогульской ГЭС по данным натурных наблюдений. -Гидротехническое строительство. №9, 1985, с. 17-23.

11. Блинков В.В., Александровская Э.К. Комплекс натурных исследований высоких бетонных плотин в суровых климатических условиях. -Гидротехническое строительство. №10, 1974, с. 23-28.

12. Блинков В.В. Результаты и состояние натурных наблюдений за бетонными сооружениями в период их строительства и эксплуатации. -M.-JI.: Энергия, 1966, 23 с.

13. Блинов И.Ф., Мирзак Е.М., Лавров Б.А., Гальперин И.Р. Контрольные наблюдения на бетонной плотине Богучанской ГЭС в строительный период. -Гидротехническое строительство. №9, 1993, с. 3-11.

14. Будников Е.Л. Некоторые результаты натурных исследований на строительстве Мамаканской ГЭС. В сборнике «Совещание по строительству высоких бетонных плотин на скальном основании. ГПКЭиЭ, 1964, №3.

15. Васильев П.И. Термонапряженное состояние бетонных массивов и борьба с образованием трещин в бетонных плотинах. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1962. Выпуск 4, с. 17-32.

16. Васильев П.И., Цыбин A.M. Некоторые направления при учете температурных воздействий на бетонные гидросооружения. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 273-276.

17. Гальперин И.Р. Погрешности измерения деформаций, вызванные неоднородностью бетона. Сборник научных трудов Гидропроекта. Выпуск 79. Натурные исследования и контрольно-измерительная аппаратура в гидротехническом строительстве. М., 1982, с. 92-96.

18. Гаркун Л.М. Экспериментальное исследование термического трещинообразования в блоках бетонных плотин, возводимых в суровых климатических условиях. . Автореферат.канд. техн. наук. ЛПИ, 1973, 26 с.

19. Гейнац Г.С., Храпков А.А. Напряженное состояние гравитационной плотины при допущении растяжения на верховой грани. -Гидротехническое строительство. №12, 1976, с. 40-42.

20. Гинзбург М.Б. Натурные исследования бетонных плотин в Италии. -JI.: Энергия, 1969,265 с.

21. Гинзбург М.Б. Натурные исследования крупных гидротехнических сооружений. -M.-JL: Энергия, 1969, 359 с.

22. Гребенщиков В.П. Богучанская ГЭС: целесообразность достройки и перспектива использования. -Гидротехническое строительство, 2001, №5, с. 2-6.

23. Гришин М.М., Орехов В.Г., Пыстогов В.И. Статические исследования массив-но-контрфорсной плотины при наличии в основании тектонических нарушений. -Гидротехническое строительство. №4,1966, с. 26-29.

24. Дзюба К.И. Исследования термонапряженного состояния элементов гидротехнических сооружений, выполненные в «НИСе Гидропроекта». -Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1962. Выпуск 4, с. 169-191.

25. Дзюба К.И., Фрадкина Н.И. Температурный режим и термонапряженное состояние плотины Курпсайской ГЭС. -Гидротехническое строительство. №6, 1983, с. 11-14.

26. Дурчева В.Н. Влияние отрицательной температуры на деформации нагруженного бетона. Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1973, т. 103, с. 216-222.

27. Дурчева В.Н. Деформативность замороженного бетона. В кн. Гидротехнические бетоны для строительства плотин в условиях Крайнего Севера. XI координационное совещание по гидротехническому бетону. JI.: Энергия, 1973, с. 163165.

28. Дурчева В.Н. Изменение деформативных характеристик гидротехнического бетона при отрицательной температуре. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1972, т. 100, с. 160-165.

29. В.Н. Дурчева, И.И. Загрядский. Анализ собственных деформаций бетона на эксплуатируемых плотинах по данным натурных наблюдений. Известия ВНИИГ им. Веденеева. Том 237. С-П, 2000, с. 54-62.

30. В.Н. Дурчева, Майорова М.А. Тензометрические измерения свободных деформаций бетона плотин. -Гидротехническое строительство. №11,2002, с. 6-9.

31. В.Н. Дурчева. К вопросу о влиянии замороженного бетона на работу гидротехнических сооружений. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 87-91.

32. В.Н. Дурчева. Натурные исследования монолитности высоких бетонных плотин. -М., Энергоатомиздат, 1988, 120 с.

33. В.Н. Дурчева. Натурные исследования свободных температурных деформаций бетона в блоках плотины Братской ГЭС при длительном действии отрицательной температуры. -Гидротехническое строительство. №6, 1967, с. 28-33.

34. Дурчева В.Н., Эйдельман С.Я. Собственные необратимые деформации в бетоне по данным натурных наблюдений. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -JL: Энергия, 1976, выпуск 112, с. 76-80.

35. Дурчева В.Н., Эйдельман С.Я. Температурные воздействия как один из факторов, определяющих работу гравитационной плотины в суровом климате. Материалы конференций и совещаний по гидротехнике, выпуск 119, 1978, с. 90-93.

36. Епифанов А.П. Из опыта организации натурных наблюдений и исследований строительного периода на больших бетонных плотинах. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 42-43.

37. Епифанов А.П. и др. О состоянии плотины Кировского водохранилища в первые годы эксплуатации. -Гидротехническое строительство. №7, 1980, с. 26-30.

38. Епифанов А.П., Сильницкий В.И. Регулирование термонапряженного состояния бетона при строительстве облегченных бетонных плотин. Библиотека гидротехника и гидроэнергетика, вып. 76. -М.: Энергоиздат, 1983, 104 с.

39. Ерахтин Б.М. Трещинообразование и температурный режим плотины Бухтар-минской ГЭС в период строительства. -Гидротехническое строительство. №6, 1962, с. 5-11.

40. Еременюк И.П. Определение температурных напряжений в массивных бетонных сооружений. -Гидротехническое строительство, №3, 1964, с. 18-21.

41. Казаченко М.С., Мирзак Ю.Е. Натурные исследования статической работы плотины' Токтогульской ГЭС. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 151-156.

42. Козлов Д.В., Кругов Д.А. Анализ собственных деформаций бетона по данным натурных наблюдений на плотине Богучанского гидроузла. -Гидротехническое строительство, №1, 2005, с. 31-36.

43. Козлов Д.В., Кругов Д.А. Натурные исследования свободных деформаций бетона в блоках плотины Богучанского гидроузла. Водные ресурсы Центральной Азии. Душанбе, 2004, №1, с. 88-97.

44. Коган Е.А., Соловьева Л.Д. Деформации плотины Мамаканской ГЭС за шестилетний период наблюдений. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1977, т. 96, с. 246-255.

45. Кореньков В.А., Игнатенко А.А. Об использовании льда как строительного материала в гидротехнике. В кн. VI совещание-семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Красноярск, 1970, т. 8, вып. 3, с. 27-41.

46. Королев Г.Г., Будников Е.Л. Температурный режим и образование трещин в бетонных блоках Мамаканской плотины. -Гидротехническое строительство. №6, 1968, с. 13-17.

47. Кругов Д.А. Оценка состояния бетонной плотины Богучанской ГЭС по данным натурных наблюдений за свободными деформациями. -Мелиорация и водное хозяйство, 2005, №3 (в печати).

48. Лобач А.А. Результаты наблюдений за формированием напряжений бетоне мас-сивно-контрфорсной плотины в период ее возведения. -Гидротехническое строительство. №12,1981, с. 19-21.

49. Лобач А.А. Учет воздействий строительного периода при диагностике напряженно-деформированного состояния массивно-контрфорсной плотины. Автореферат. канд. техн. наук. МГМИ, М, 1990, 22 с.

50. Лядов Ю.Д., Семененок С.Н., Сухоцкая С.С. Шаркунов С.В. О надежности бетона основных сооружений Богучанской ГЭС. -Гидротехническое строительство. №5, 1995, с. 22-28.

51. Мальцов К.А., Плят Ш.Н., Кудояров Л.И. Строительство бетонных плотин в районах с отрицательной среднегодовой температурой (на примере Колымской и Усть-Илимской ГЭС). -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1973, т. 101, с. 133-138.

52. Мальцов К.А., Розанов Н.С., Боровой А.А. Критерии прочности бетона в гидротехнических сооружениях. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1971, т. 95, с. 14-32.

53. Марчук А.Н. Статическая работа бетонных плотин. М.: Энергоатомиздат, 1983,208 с.

54. Москвин В.М., Капкин М.М., Мазур Б.М. Температурные деформации бетонов при отрицательных температурах. -Гидротехническое строительство, 1964, №6, с. 17-21.

55. Натурные исследования по обеспечению монолитности бетонной плотины Богучанской ГЭС при производстве работ 1985-1987 г.г. Отчет о НИР. Красноярск. Сибирский филиал ВНИИГ им Веденеева, 1986, 127 с.

56. Натурные наблюдения и исследования на бетонных и железобетонных плотинах (пособие к СНиП Н-54-77 «Плотины бетонные и железобетонные», пп. 1.59-1.63).-Л.: ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1985, 108 с.

57. Обоснование значений физико-механических характеристик на основе результатов исследований бетона плотины Богучанской ГЭС. Отчет о НИР. Этап 3. М.,НИИЭС, 1992,38 с.

58. Отраслевой стандарт. Преобразователи измерительные струнные для контроля состояния гидротехнических сооружений. Общие требования. ОСТ 34-72-59183, 9 с.

59. Отраслевые стандарты. Методики выполнения измерений компонентов напряженно-деформированного состояния гидротехнических сооружений струнными измерительными преобразователями. ОСТ 34-72-647-83 ОСТ 34-72-652-83, 62 с.

60. Оценка состояния плотины Бурейской ГЭС по данным комплексных натурных наблюдений строительно-эксплуатационного контроля. Отчет о НИР. Этап 4. СП., ВНИИГ им. Веденеева, 2002, 140 с.

61. Пособие по методике обработки данных натурных исследований бетонных гидросооружений. Под ред. С.Я. Эйдельмана. -Д.: Энергия, 1975, 149 с.

62. Проектирование и строительство больших плотин. По материалам VI международного конгресса по большим плотинам. Сб. статей под общей ред. А.А. Борового. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, 559 с.

63. Прокопович И.Е. Влияние длительных процессов на напряженное и деформированное состояния сооружений. -М.: Госстройиздат, 1963, 260 с.

64. Пухов И.Е. Исследование упругих характеристик бетона в массиве сооружения. -Гидротехническое строительство, 1977, №8, с. 15-18.

65. Радкевич Д.Б. Развитие комплекса средств контроля состояния гидротехнических сооружений и их оснований. Сб. научных трудов Гидропроекта, выпуск 79, М., 1982, с. 97-103.

66. Разработка детерминированных и смешанных математических моделей поведения плотины и основания, обеспечивающих учет результатов натурных наблюдений и исследований. Технический отчет №349, этап №3. С-П., ВНИИГ им. Веденеева, 1996, 64 с.

67. Рекомендации по наблюдениям за напряженно-деформированным состоянием бетонных плотин. П 100-81, ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, Л., 1982, 145 с.

68. Соловьева З.И. Влияние температурного режима на состояние русловой бетонной плотины Братской ГЭС в эксплуатационный период. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -JL: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 206-211.

69. Смульский П.Я. Богучанская плотина на р. Ангаре, -В кн. Геология и плотины, т. 12, М., Энергоатомиздат, 1992, с. 111-148.

70. СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные. Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986,40 с.

71. Технические указания по установке контрольно-измерительных приборов в бетонные гидротехнические сооружения, производству отсчетов и первичной их обработке. Проект. -JL: Энергия, 1964, 124 с.

72. Л.П. Трапезников. Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений. -М.: Энергоатомиздат, 1986,272 с.

73. Фомин Б.Г. Особенности цементации строительных швов бетонных плотин, возводимых в суровых климатических условиях. Труды координационных совещаний по гидротехнике. —Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 229-233

74. Фрид С.А. Раннее трещинообразование в бетонной кладке плотин. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 237-238.

75. Фрид С.А., Левених Л.П. Температурные воздействия на гидротехнические сооружения в условиях Севера. -Л.:Стройиздат, 1973, 197 с.

76. Хелевин В.И. Учет температурных воздействий при проектировании бетонной плотины Зейского гидроузла. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 239-241.

77. Царев А.И., Еникеев Ф.Г. О предельно допустимых показателях безопасной работы гидротехнических сооружений. — Гидротехническое строительство, 1981, №9, с. 34-37.

78. Царев А.И. Исследования в натуре гидротехнических сооружений различного назначения. Определение механических характеристик бетона непосредственно в сооружениях. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 70-74.

79. Царев А.И., Казаченко М.С., Кочарянц А.Б. Температурный режим бетона плотины Курпсайской ГЭС в строительный период. Гидротехническое строительство, 1983, №6, с. 8-10.

80. Царев А.И., Казаченко М.С., Мирзак Ю.Е. Исследование термонапряженного состояния бетона в блоках больших размеров. — Гидротехническое строительство, 1977, №7, с. 15-18.

81. Царев А.И. Натурные исследования деформаций и напряжений в гидротехнических сооружениях. Труды Гидропроекта, 1975, выпуск 44, с. 248-259.

82. Царев А.И. Об эффективности натурных наблюдений и исследований в период возведения гидротехнических сооружений. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 96-100.

83. Чалый Н.И. Исследование способа измерения свободных деформаций в бетоне при определении напряжений тензометрическим методом. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1968, том 86, с. 270-284.

84. Чалый Н.И. Натурные исследования статической работы крупных бетонных плотин в периоды их возведения и эксплуатации. Труды координационных совещаний по гидротехнике. 1974. Выпуск 91, с. 12-20.

85. Чалый Н.И. Основные результаты четырехлетних наблюдений за Бухтармин-ской бетонной плотиной. Материалы к совещанию по строительству высоких плотин на скальном основании. ГПКЭиЭ, 1964, с. 14.

86. Чилингаришвили Г.И., Чичагуа П.В. Начальные напряжения у граней плотины при поверхностном охлаждении в процессе твердения бетона. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -J1.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 256259.

87. Шайкин Б.В. Некоторые результаты наблюдений за термическим трещинообра-зованием в бетоне Усть-Илимской плотины. Гидротехническое строительство, 1978, №1, с. 14-15.

88. Швецов А.В. К расчету напряженного и термонапряженного состояния бетонных гравитационных плотин, возводимых в суровых климатических условиях. Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1975, выпуск 103, с. 264-269.

89. Швецов А.В. Приближенный способ определения собственных напряжений в бетоне с учетом переменности его деформативных свойств. Гидротехническое строительство, 1952, №8, с. 24-32.

90. Шкарин В.П. Натурные исследования температурного трещинообразования в бетоне Братской ГЭС. -Труды координационных совещаний по гидротехнике, выпуск 49,1969, с. 18-32.

91. Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. Бетонная плотина Усть-Илимской ГЭС. Библиотека гидротехника и гидроэнергетика. -М.: Энергия, 1981, 136 с.

92. Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. Влияние отрицательной температуры на модуль упругости бетона. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1969, т. 88, с 279286.

93. Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. Модуль упругости бетона на щебне и гравии при отрицательной температуре. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1971, т. 96, с. 182-190.

94. Эйдельман С.Я., Дурчева В.Н. Роль температурного фактора в напряженно-деформированном состоянии гравитационной плотины, возведенной в суровом климате. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1978, т. 125, с. 87-95.

95. Эйдельман С.Я. Исследование статической работы бетонных гидросооружений в натурных условиях. -Л.: Госэнергоиздат, 1954.

96. Эйдельман С.Я., Македонский Г.М. Термонапряженное состояние опытных длинных блоков плотины Братской ГЭС в строительный период. Гидротехническое строительство, 1968, №5, с. 17-23.

97. Эйдельман С.Я. Натурные исследования бетонной плотины Братской ГЭС. -Л.: Энергия. 1968,255 с.

98. Эйдельман С.Я. Натурные исследования бетонной плотины Братской ГЭС. Издание 2ое дополненное и переработанное Л.: Энергия. 1975, 295 с.

99. Эйдельман С.Я. Натурные исследования бетонных гидротехнических сооружений. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1960, 210с.

100. Эйдельман С.Я. Определение характеристик упругости и ползучести бетона в сооружениях. — Гидротехническое строительство, 1952, №5, с. 12-16.

101. Эйдельман С.Я. Раскрытие контактных швов и разуплотнение скального основания под первыми столбами русловой плотины Братской ГЭС. -Известия ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева, 1970, т. 94, с. 140-153.

102. England G.L., Illston J.M. Methods of computing stress in concrete from a History Measured Strain. -Civil Engineering and pablic Wore Review, April-June, 1965.

103. Fifteenth Congress on Large Dams. Dam and foundation monitoring, v. 1, Lausanne, 1985.

104. Rapfael J.M. The development of streesses in Shasta Dam. -Transactions, American Society of Civil Engineerings, v. 118,1953.

105. Powers T.C. The physical structure and engineering properties of concrete. Research and Development Laboratories of P.C.A., Chicago, 1958, Bulletin №90.