автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Температурный режим низовых упорных призм плотин из каменной наброски в условиях Севера

На правах рукописи

БУРЯКОВ Олег Александрович

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ НИЗОВЫХ УПОРНЫХ ПРИЗМ ПЛОТИН ИЗ КАМЕННОЙ НАБРОСКИ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА

05.23.07 - Гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2014

005549141

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева» (ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева)

Научный руководитель

Панов Станислав Иванович, доктор технических наук, профессор

Соболь Станислав Владимирович, доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедрой гидротехнических сооружений Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Щербина Владимир Иванович, кандидат технических наук, директор отраслевого информационно-диагностического центра по контролю безопасности сооружений Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений»

Защита состоится «¿¿7» сгю^л 2014 г. в ЛР часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 512.001.01

при ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» по адресу: 195220, Санкт-Петербург, ул. Гжатская, 21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» и на сайте общества (www.vniig.rushydro.ru)

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

Открытое акционерное общество «Ленгидропроект»

Автореферат разослан «лГ» длрелЦ? 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Т.В. Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований температурного режима низовых ка-менно-земляных плотин на Севере обусловлена его существенным влиянием на особенности деформационного поведения таких сооружений, а также на работоспособность их противофильтрационных и дренажных устройств. При этом одним из наиболее значимых факторов, влияющих на температурное состояние плотины, является наличие конвекции в порах каменной наброски ее низовой призмы.

Степень разработанности данной темы отличается, с одной стороны, большим числом исследований, а с другой стороны, наличием ряда задач, требующих проведения дополнительных исследований. Эти задачи связаны с разработкой методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин с учетом естественной конвекции, а также с совершенствованием способов оценки ее интенсивности.

Цель и основные задачи исследований. Цель настоящей диссертации заключается в разработке обоснованной методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин различной конструкции в условиях Севера с учетом конвекции воздуха, в совершенствовании подходов к оценке интенсивности конвекции и разработке инженерных рекомендаций, направленных на повышение эксплуатационной безопасности таких сооружений.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

выполнить обработку данных натурных наблюдений за температурным состоянием ряда грунтовых плотин различной конструкции, расположенных в различных климатических зонах Севера;

оценить на реальных объектах точность предложенных различными исследователями зависимостей по определению проницаемости каменной наброски;

оценить влияние на температурное состояние низовых призм ка-менно-земляных плотин температуры поверхности низового откоса, диаметра отдельностей, пористости и льдистости каменной наброски;

разработать новые способы оценки интенсивности конвективного движения воздуха в каменной наброске;

оценить влияние климатических условий района расположения грунтовых плотин на особенности их температурного состояния;

оценить влияние конструкции, геометрических размеров, начальной температуры и проницаемости низовых призмгрунтовых плотин на время достижения и вид их динамически равновесного температурного состояния;

оценить эффективность различных способов регулирования температурного состояния каменно-земляных плотин.

Объект и предмет исследований. Объектом исследований являются низовые призмы грунтовых плотин, расположенных в условиях Крайнего Севера. Предметом исследований является температурно-влажностное состояние таких сооружений.

Методы исследований. Выводы диссертации базируются на результатах обработки данных натурных наблюдений, а также на результатах численного моделирования физических процессов с использованием основных алгоритмов метода конечных элементов, реализуемых с помощью современных компьютерных программ.

Перенос тепла и массы математически описывается системой уравнений, включающей законы сохранения массы, энергии и уравнение состояния, описывающее движение воздуха в пористой среде. При этом все физико-механические характеристики порового воздуха, кроме плотности, предполагаются постоянными во времени.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Исследовано влияние особенностей конструкции и климатических условий района расположения низовых призм каменно-земляных плотин на их температурное состояние.

2. Разработана методика расчета температурного состояния каменно-земляных плотин, основные положения которой заключаются в следующем:

выбраны подходы к заданию граничных условий по температуре и атмосферному давлению, а также зависимости для определения проницаемости каменной наброски, позволяющие получить наиболее достоверные результаты расчетов температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин;

определены предельные значения проницаемости наброски, при которых в расчетах температурного состояния плотины необходимо учитывать влияние естественной конвекции воздуха.

3. Предложены новые способы косвенной оценки интенсивности конвекции воздуха в низовых призмах каменно-земляных плотин по данным натурных наблюдений;

4. С использованием разработанной методики, определен наиболее эффективный метод снижения негативного влияния конвекции воздуха на безопасность каменно-земляных плотин.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке методики расчетного прогноза температурного состояния ка-менно-земляных плотин, расположенных в районах Севера, в определении эффективных способов снижения негативного влияния конвекции на их эксплуатационную безопасность, а также в разработке инженерных рекомендаций по регулированию температурного состояния грунтовых плотин. Разработанная методика использована при оценке технического состояния плотин Вилюйской ГЭС-1,2, Колымской, Усть-Илимской, Братской ГЭС, плотин ОАО «НТЭК» и ряда других объектов.

Достоверность подтверждена удовлетворительной сходимостью результатов численного моделирования, выполненного с помощью современного программного комплекса ОеоЗШсПо 2007, с данными натурных наблюдений.

Личный вклад автора состоит в анализе материалов натурных наблюдений, в разработке методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин, в разработке новых способов оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске, а также в оценке эффективности способов снижения негативного влияния конвекции на эксплуатационную безопасность грунтовых плотин на Севере. Содержание диссертации и основные защищаемые положения отражают персональный вклад автора.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого Совета ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»; на 7-ой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» (2012 г.); на заседании 1СОЫЗ 2013 в г. Сиэтл, США.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин.

2. Результаты расчетных исследований по оценке влияния конструктивных особенностей низовых призм грунтовых плотин и климатических условий района их расположения на Севере на их температурное состояние.

3. Способы косвенной оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске низовых призм грунтовых плотин с помощью углового коэффициента (к) аппроксимирующей прямой зависимости температуры поверхности откоса от высотного положения и амплитуды годовых колебаний средневзвешенной температуры грунтов поперечного сечения низовой призмы (ДГсрв);

4. Инженерные рекомендации по регулированию температурного состояния проектируемых и эксплуатируемых каменно-земляных плотин, направленные на повышение их эксплуатационной безопасности.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 5 работах, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 2 приложений. Объем диссертации 159 страниц основного текста с рисунками, таблицами и списком литературы из 89 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены актуальность темы исследований, цели и задачи диссертации, методы исследований, достоверность, научная новизна

и практическая значимость работы, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе изложены основные проблемы расчетных исследований температурного состояния каменно-земляных плотин на Севере.

В нашей стране экспериментальными, натурными и расчетными исследованиями температурного состояния грунтовых плотин на Севере с учетом конвекции воздуха, занимались Анискин H.A., Аэров М.Э., Близ-няк Е.В., Богословский П.А., Высюк М.П., Горохов E.H., Горохов М.Е., Жданов В .А., Калашник В.Н., Клейн И.С., Коптякевич P.M., Кривоного-ва Н.Ф., Кроник Я.А., Кузнецов Г.И., Кузьмин Г.П., Лазутин В.Н., Ларионов A.B., Максимов И.А., Медведев Б.А., Мухстдинов H.A., Оловин Б.А., Панов С.И., Петруничев H.H., Плят Ш.Н., Полежаев В.И., Придорогин В.М., Проскуряков Б.В., Рассказов Л.Н., Серов A.A., Смирнов Е.А., Соболь И.С., Соболь C.B., Тураносов А.Ф., Февралев A.B., Хаглеев Ф.П., Хрусталев Л.Н., Цвик A.M., Чжан Р.В., Шугаева Р.Т., Щербина В.И., Яппу Г.Б.и др.

За рубежом вопросами влияния конвекции воздуха на температурное состояние каменно-земляных насыпей, включая каменно-земляные плотины, занимались Bejan A., Burn C.R., Carman P.C., Chapuis R.P., Cote J., Fillion M.-H., Goering D.J., Hanson J.L., Konrad J.-M., Lebeau M„ Schubert G., Straus J.M., Sun В., Wu Q., Zhizhong S. и др.

Расчет температурного состояния каменно-земляных плотин с учетом конвекции воздуха имеет ряд особенностей, обусловленных взаимным влиянием граничных условий и происходящих в теле плотины процессов тепломассопереноса, а также наличием структурных неоднородностей, связанных с пространственной изменчивостью диаметра отдельностей каменной наброски, ее льдистости, пористости и влажности.

В настоящее время для расчетных исследований температурного состояния каменно-земляных плотин используются преимущественно численные методы, несмотря на наличие упрощенных аналитических методов расчета, учитывающих процессы конвекции воздуха в пористых средах.

Математически перенос тепла и массы описывается системой уравнений, включающей законы сохранения массы, энергии и уравнение состояния, описывающее движение воздуха в пористой среде (законы Фурье и Дарси).

Главной характеристикой грунта, используемой в расчетах конвекции воздуха в нем является проницаемость к' [м2], зависящая от гранулометрического состава грунта. Выбор данной характеристики обусловлен ее независимостью, в отличие от коэффициента фильтрации, от плотности и вязкости жидкости или газа, движущегося сквозь пористую среду. Наиболее известными выражениями для определения проницаемости каменной наброски являются:

зависимость Й. Козени и Ф. Кармана:

К = 0,0056 i/[20 ————7; (1)

а

зависимость H.A. Мухетдинова, предложенная в 1971 г.:

= (2)

3100(1 -mf

зависимость H.A. Мухетдинова, предложенная в 1984 г.:

к' =-,--ri (3)

(б80 + 28000 (¿/эф-0,05)) (l-m)

зависимость Р.П. Шапуи:

к' = 1,25-10"4 а0,7825 , (4)

где d\Q — диаметр частиц грунта, соответствующий ординате 10% на кривой гранулометрического состава, м; ¿¿>ф - эффективный диаметр частиц грунта, м; т - пористость грунта, д.е.

Вместе с тем, экспериментальных исследований по выбору наиболее достоверной зависимости для определения проницаемости наброски не проводилось.

В 1969 г. H.A. Мухетдиновым были впервые выполнены расчеты температурного состояния низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2 с учетом конвекции воздуха в двухмерной постановке. В 1974 г. им было доказано, что вызванная изменением гранулометрического состава каменной наброски по высоте плотины неоднородность ее проницаемости влияет на температурное состояние сооружения.

В связи с тем, что конвекция воздуха играет наиболее важную роль в формировании температурного режима каменно-набросных насыпей, возникает вопрос о выборе показателя ее интенсивности. Известны два показателя, позволяющих судить об интенсивности конвективного движения воздуха в каменно-набросных насыпях. К ним относится амплитуда годовых колебаний температуры тела плотины (Б.А. Оловин и Б.А. Медведев) и среднее арифметическое значение скорости движения воздуха в каменной наброске (Д. Геринг). Недостатки этих подходов заключаются в невозможности количественно оценить интенсивность конвекции, а также в сложности инструментальных измерений скорости движения воздуха в наброске. Это приводит к необходимости поиска альтернативных подходов к оценке интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске.

Задача о переносе тепла движущимся в пористой среде воздухом включает задачи о движении воздуха и о распределении температуры. Это требует задания граничных условий не только по температуре, но и по атмосферному давлению. Исследования того, какие подходы к заданию

граничных условий позволяют получить адекватные результаты расчетов температурного режима каменно-земляных плотин, достаточно актуальны.

Естественная конвекция воздуха в низовых призмах каменно-земляных и каменно-набросных плотин может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на их эксплуатационную безопасность. Положительное влияние проявляется в повышении устойчивости низового откоса плотины и надежности мерзлых противофильтрационных устройств, а также в снижении вероятности оттаивания основания сооружения, что позволяет избежать возможных нежелательных просадок. Однако если плотина запроектирована талой, охлаждение ее низовой призмы может привести к возникновению нештатных ситуаций, таких, как подъем депрессионной поверхности между противофильтрационным устройством плотины и мерзлой областью в ее низовой призме. Это может привести к снижению устойчивости низового откоса плотины, возможности затопления ее цементационной потерны и галерей контрольно-измерительной аппаратуры, а также к промерзанию дренажного устройства и возникновению аварийной ситуации.

Во второй главе приведены результаты анализа данных натурных наблюдений за температурным состоянием низовых призм плотин Ви-люйской ГЭС-1,2, Колымской, Усть-Илимской, Братской ГЭС и ТЭЦ-2 ОАО «НТЭК». Эти результаты позволили сделать следующие выводы:

в настоящее время низовые упорные призмы всех рассмотренных плотин находятся в динамически равновесном температурном состоянии, которое было достигнуто в первые 10-15 лет эксплуатации;

размеры мерзлой зоны в теле низовой призмы плотины Колымской ГЭС практически не зависят от сезонных изменений климата, в отличие от плотин Вилюйской ГЭС-1,2 и Усть-Илимской ГЭС, что может быть связано со значительно меньшей интенсивностью движения воздуха в порах каменной наброски или особенностями конструкции плотины Колымской ГЭС;

амплитуды годовых колебаний температуры грунтов низовых призм каменно-земляных плотин на Севере в процессе эксплуатации монотонно снижаются, что может быть обусловлено накоплением льда в порах каменной наброски или изменением ее пористости в процессе доуплотнения;

зона многолетней мерзлоты в низовой призме каменно-земляной плотины, как показывает опыт эксплуатации Усть-Илимской ГЭС, может образоваться и в районах с менее суровыми климатическими условиями;

несмотря на схожесть климатических условий районов расположения плотин Усть-Илимской и Братской ГЭС, в левобережной плотине Братской ГЭС не были обнаружены зоны многолетней мерзлоты, что может быть связано с отсутствием конвекции воздуха в порах грунтов ее низовой призмы;

в теле низовой упорной призмы плотины ТЭЦ-2 ОАО «НТЭК» отсутствуют области многолетней мерзлоты, несмотря на ее расположение в

районе с наиболее суровыми климатическими условиями, что может быть связано с влиянием мощного снежного покрова, который препятствует интенсивному охлаждению поверхности низового откоса плотины;

помимо толщины и плотности снежного покрова, на температуру поверхности откосов грунтовых гидротехнических сооружений в зимнее время года оказывает влияние температура наружного воздуха во время образования устойчивого снежного покрова.

В третьей главе выполнена оценка влияния граничных условий, пространственной изменчивости гранулометрического состава каменной наброски, а также ее льдистости и влажности на результаты прогнозных расчетов температурного состояния каменно-земляных плотин.

Расчетные исследования температурного состояния каменно-земляных плотин проводились в программах AIR/W и TEMPAV, входящих в состав программного комплекса GeoStudio 2007, разработанного канадской компанией Geo-Slope International Ltd.

При выборе оптимального подхода к заданию граничных условий по температуре, на примере каменно-земляной плотины Вилюйской ГЭС-1,2 был проведен ряд температурных расчетов, в каждом из которых для описания зависимости температуры дневной поверхности низового откоса плотины от температуры наружного воздуха использовался один из следующих подходов:

непосредственно по данным натурных наблюдений за температурой низового откоса;

с учетом изменения температуры откоса по высоте, с использованием зависимости следующего вида:

^ = (КТт + Ьг )/готн + (k2Tm + Ь2), (5)

где Ггр и Тюд - соответственно температура поверхности низового откоса и наружного воздуха, К; h0TH. - относительная высота участка низового откоса плотины; ki, къ Ъ\, b2 - параметры, определяемые по результатам обработки данных натурных наблюдений;

без учета изменения температуры поверхности откоса по высоте плотины, с использованием зависимости следующего вида:

Т^=АТ^+ВТЮЦ+С, (6)

А, В и С - параметры, определяемые по результатам обработки данных натурных наблюдений;

с помощью коэффициентов замерзания и/ и оттаивания п,, значения которых определяются по результатам обработки натурных данных.

Картины распределения расчетной температуры в поперечном сечении низовой упорной призмы плотины Вилюйской ГЭС-1, 2 сравнивались с данными натурных наблюдений. Качественное и количественное (по величине средневзвешенного значения температуры грунтов низовой призмы) сравнение показало, что наиболее близкими к натуре являются

результаты, полученные с использованием зависимости (6), а непосредственное использование в качестве граничных условий натурных данных не приводит к повышению достоверности расчетов.

Результаты расчетов подтверждают выводы Б.А. Оловина и Б.А. Медведева о наличии трех типов циркуляции воздуха в низовой призме: нисходящей (лето), восходящей (зима) и смешанной (весна и осень). Благодаря смешанной схеме циркуляции весной наиболее низкие температуры наблюдаются именно в средней части низового откоса.

На рис. 1 выполнено сравнение величин проницаемости каменной наброски, полученных с использованием зависимостей (1) - (4) при постоянном значении пористости, равном 0,32 (что соответствует осредненному по высоте низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2 значению) и различных значениях средневзвешенного диаметра отдельностей.

Средневзвешенный диаметр отдельностей наброски d, м

Рис. 1. Графики зависимостей проницаемости каменной наброски от средневзвешенного диаметра ее отдельностей при пористости т = 0,32, полученных с использованием различных зависимостей: -•— H.A. Мухетдинов (1971 г.); -•- - H.A. Мухетдинов (1984 г.); --Р. Шапуи (2004 г.); — - Й.Козени и Ф. Карман (1956 г.)

Изображенные на рис.1 графики свидетельствуют о следующем: величина проницаемости наброски, полученная с помощью формулы Козени-Кармана, значительно отличается от проницаемости, полученной с использованием других формул (различия до 16 раз), при этом формулы Р.П. Шапуи (4) и H.A. Мухетдинова 1971 г. (2) дают очень близкие значения проницаемости наброски (разница не превышает 15%). Наиболее близкие к натурным данным результаты расчетов температурного состояния плотины были получены при использовании зависимостей (2) и (4). Это позволяет сделать вывод о том, что данные зависимости являются оптимальными.

Для оценки влияния неоднородности проницаемости каменной наброски, вызванной изменением ее гранулометрического состава по 8

высоте плотины, на температурный режим низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2, расчетная область была разбита на слои толщиной 5 м, в пределах каждого из которых значение средневзвешенного диаметра отдельностей усреднялось, после чего по формуле Р.П. Шапуи (4) определялось соответствующее значение проницаемости..

Оценка влияния льдистости каменной наброски на температурное состояние низовой призмы плотины проводилась с использованием данных изысканий, полученных В.И. Шалиным и А.Г. Новицким, а также результатов лабораторных исследований Н.А. Мухетдинова, позволяющих определить проницаемость каменной наброски при различных значениях льдонасыщенности.

На рис. 2 показана схема расположения зон различной проницаемости каменной наброски в поперечном сечении низовой призмы плотины. Проницаемость различных зон к' показана в долях от среднего значения проницаемости А;'0=34-Ю"7м2, в зависимости от льдонасыщенности и структуры наброски в той или иной зоне.

Рис. 2. Схема расположения зон различной проницаемости каменной наброски в низовой призме плотины Вилюйской ГЭС-1,2; проницаемость показана в долях от среднего значения

В табл.1 приведены средневзвешенные значения расчетной температуры грунтов низовой призмы для каждого расчетного случая в сравнении со значением, полученным по результатам обработки данных натурных наблюдений.

Картины распределения расчетной температуры грунтов низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2, полученные с учетом различных факторов, показаны на рис. 3.

Из табл. 1 и из рис.3 видно, что расчетное температурное состояние низовой призмы плотины оказывается наиболее близким к натурному при одновременном учете изменения гранулометрического состава каменной наброски по высоте плотины и ее льдонасыщенности. Это позволяет сделать вывод о необходимости учета этих факторов в расчетах температурного состояния каменно-земляных плотин с учетом конвекции.

Таблица 1

Средневзвешенные значение температуры грунтов низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2 в марте месяце

Особенность получения значений т °г ' сов> ^

Изменение проницаемости наброски по высоте призмы не учитывается -6,5

Изменение проницаемости наброски по высоте призмы учитывается -4,7

Изменение проницаемости наброски по высоте призмы не учитывается, но учитывается льдонасьпценность наброски -6,4

Учитывается изменение проницаемости наброски по высоте призмы и ее льдонасыщенность -3,7

Данные натурных наблюдений -3,8

Расстояние, м

Рис. 3. Расчетное температурное состояние низовой призмы плотины Вилюйской ГЭС-1,2 в марте месяце, полученное с учетом изменения гранулометрического состава каменной наброски по высоте плотины, а также без учета (а) и с учетом (б) ее льдистости в сравнении с натурным температурным состоянием (в)

Известно, что в процессе эксплуатации температурное состояние плотины со временем становится динамически равновесными (квазистационарным). Показатели такого состояния в основном соответствуют циклически изменяющимся показателям температурного состояния окружающей среды. Время достижения стационарного температурного состояния плотины зависит от ее начального температурного состояния, а также от процессов, происходящих в теле плотины и на ее границах.

Влияние конвекции воздуха в низовой призме каменно-земляной плотины на время достижения ею динамически равновесного температурного состояния было исследовано на примере плотины Вилюйской ГЭС-1,2. Была проведена серия расчетов с различными начальными условиями по температуре, а также с учетом и без учета конвекции воздуха. Кроме того, была проведена оценка влияния высоты низовой призмы плотины на время достижения и вид ее динамически равновесного температурного состояния.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о следующем:

наличие конвекции воздуха в порах каменной наброски низовых призм каменно-земляных плотин ускоряет процесс достижения ими квазистационарного температурного состояния: с 35 - 40 лет при передаче тепла только кондукцией до 10 - 15 лет при наличии конвекции;

начальное температурное состояние низовой призмы плотины не оказывает влияния ни на качественные (картины распределения температуры грунтов в низовой призме), ни на количественные (средневзвешенное значение температуры грунтов низовой призмы плотины Тсрв и его годовая амплитуда ДТсрв ) показатели ее динамически равновесного температурного состояния как при наличии, так и при отсутствии конвекции в порах ее каменной наброски; оно влияет только на время достижения этого динамически равновесного состояния;

время достижения динамически равновесного температурного состояния тем меньше, чем ближе к нему было начальное температурное состояние сооружения;

высота плотины не оказывает влияния на время достижения ею динамически равновесного температурного состояния, однако влияет на его вид: при прочих равных условиях при увеличении высоты плотины температура грунтов ее низовой призмы возрастает.

В четвертой главе приведены результаты расчетных исследований температурного состояния плотин Усть-Илимской ГЭС, Братской ГЭС, Колымской ГЭС и ТЭЦ-2 ОАО «НТЭК» (г. Норильск), которые позволяют оценить влияние конструктивных особенностей каменно-набросных элементов плотин на их температурный режим:

тип противофильтрационного элемента (ПФУ) плотины (ядро или экран) при прочих равных условиях не оказывает существенного влияния на температурное состояние ее низовой призмы;

наличие на низовом откосе плотины широких очищаемых от снега берм приводит к возникновению в низовой призме плотины областей многолетней мерзлоты, что может привести к подъему уровня воды между ней и противофильтрационным элементом плотины; данная ситуация наиболее вероятна при наличии между грунтами низовой призмы и основания прослойки водонепроницаемого грунта, препятствующей проникновению профильтровавшей через тело плотины воды в основание;

наличие на низовом откосе плотины плотного снежного покрова большой (>2,0 м) мощности и отсутствие конвекции воздуха в ее низовой призме может привести к отсутствию областей многолетней мерзлоты в теле плотины даже, если она расположена в районе с наиболее суровыми климатическими условиями.

В пятой главе приведены инженерные рекомендации по использованию результатов проведенных исследований: предложена методика расчета температурного состояния каменно-земляных плотин в условиях Севера, предложен новый способ оценки интенсивности конвекции воздуха в наброске, предложены методы регулирования температурного состояния проектируемых и эксплуатируемых каменно-земляных плотин.

Расчетные исследования температурного состояния плотин должны включать в себя последовательность следующих процедур: сбор исходных данных; создание расчетной схемы и выполнение предварительных расчетов; калибровка расчетной схемы по данным натурных наблюдений; обработка результатов расчетов и оценка их достоверности.

Для расчета температурного состояния каменно-земляной плотины с учетом естественной конвекции воздуха необходимо иметь расчетные значения следующих характеристик теплофизических и физико-механических свойств грунтов ее тела: пористость;

коэффициент фильтрации; влажность в естественном состоянии; проницаемость;

коэффициент теплопроводности в талом и мерзлом состоянии; объемная теплоемкость в талом и мерзлом состоянии. Согласно разработанной методике, проницаемость каменной наброски рекомендуется определять с помощью формулы H.A. Мухетдинова (2) или Р. Шапуи (4), либо в ходе лабораторных испытаний, которые рекомендуется проводить по методике Ж. Котэ, М.-Э. Фийон и Ж.-М. Конрада. Явление естественной конвекции воздуха в каменной наброске необходимо учитывать, если ее проницаемость превышает величину 3-Ю"7 м2.

Для повышения точности прогнозной модели и сокращения времени калибровки расчетной схемы необходимы данные о распределении гранулометрического состава и льдонасыщенности наброски по высоте плотины.

В зависимости от цели и задач исследований, расчетная схема может быть создана как для плотины и ее основания в целом, так и для отдельных ее элементов. В первом приближении проницаемость низовой упорной призмы плотины рекомендуется принимать изотропной. В случае отсутствия данных о крупности камней наброски рекомендуется первоначально принимать ее равной 3,4-10"8 м2. При составлении расчетной схемы необходимо учитывать наличие воздухонепроницаемых покрытий на низовом откосе плотины.

Граничные условия по температуре на откосах плотины рекомендуется задавать с использованием выражения (6). Значения входящих в него компонентов подбираются либо по результатам обработки данных натурных наблюдений, либо в ходе калибровки расчетной схемы. На границах очищаемых от снега берм и гребня плотины рекомендуется задавать зависимость температуры наружного воздуха от времени, полученную путем аппроксимации натурных данных. Для аппроксимации рекомендуется использовать зависимость следующего вида:

^возд =А-В соъ

^ '¿711 Г — Г„ I

(7)

2п(г-/0)'

365

где А, В, /0 - эмпирические коэффициенты, подобранные по результатам натурных наблюдений за температурой наружного воздуха; / - текущее время, сут.

Граничные условия по атмосферному давлению рекомендуется задавать с помощью барометрической формулы.

При задании начального температурного состояния низовой призмы плотины допустимо принимать температуру всех ее точек одинаковой в случае, если целью расчета является прогноз динамически равновесного температурного состояния сооружения. В противном случае начальное температурное состояние принимается либо по данным натурных наблюдений, либо по результатам специальных расчетов.

Калибровка расчетной схемы выполняется при несовпадении расчетного и натурного температурного состояния плотины, а также при отсутствии сходимости решения; в процессе калибровки могут изменяться такие параметры расчетной схемы, как густота конечно-элементной сетки, граничные условия, значения характеристик физико-механических и теп-лофизических свойств тела плотины и ее основания, а также их распределение в теле сооружения, количество и продолжительность временных шагов. При калибровке расчетной схемы помимо качественного сравнения

расчетной и натурной картин распределения температуры в теле плотины, необходимо проводить количественное сравнение с помощью таких показателей, как средневзвешенная температура грунтов Тсрв и амплитуда ее годовых колебаний АГсрв. Данные показатели могут быть определены в программах типа ОоЫепБойлуагеЗшГег.

Разработанные способы оценки интенсивности конвекции воздуха в низовых призмах каменно-земляных плотин заключаются в следующем. При отсутствии в теле каменно-набросного элемента плотины КИА, позволяющей замерить скорость движения воздуха в нем, оптимальными показателями, позволяющими количественно оценить интенсивность конвекции, являются угловой коэффициент аппроксимирующей прямой зависимости температуры точки поверхности низового откоса плотины от ее высотного положения (к) и амплитуда годовых колебаний средневзвешенной температуры поперечного сечения низовой призмы плотины (Л 7^ ).

Результаты проведенных расчетных исследований с использованием разработанной методики позволили сформулировать рекомендации по регулированию температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин.

При разработке проекта плотины, в случае, если ее проектное температурное состояние является мерзлым, для поддержания данного температурного состояния рекомендуется низовую упорную призму плотины отсыпать из каменной наброски, средневзвешенный диаметр отдельностей которой более 250 мм. Для обеспечения свободного входа и выхода наружного воздуха в низовую призму плотины, необходимо обеспечить воздухопроницаемость поверхности низового откоса.

Если проектное температурное состояние плотины является талым, рекомендуется для поддержания данного температурного состояния предусматривать следующее:

обеспечить воздухонепроницаемость каменной наброски низовой призмы плотины или поверхности низового откоса;

предусмотреть теплоизоляцию очищаемых от снега берм низового откоса плотины, при этом установка теплоизоляционного покрытия должна производиться в теплое время года;

обеспечить отсутствие прослоек слабопроницаемых грунтов на контакте грунтов низовой призмы и проницаемого основания;

расчеты температурного состояния плотины необходимо производить с учетом конвекции воздуха в порах каменной наброски даже в случае, если климатические условия района расположения плотины относятся к наименее суровым.

Результаты исследований эффективности различных методов регулирования температурного состояния каменно-набросных элементов плотин позволили сделать вывод о том, что путем снижения проницаемости дневной поверхности низового откоса плотины, а также теплоизоляции

очищаемых от снега берм можно ликвидировать области многолетней мерзлоты в ее низовой призме. Указанные мероприятия наиболее эффективны при проведении их совместно друг с другом. При этом эффект от мер по изменению температурного состояния низовых призм плотин с помощью снижения интенсивности конвекции в наброске достигается только спустя 9-10 лет, поэтому в экстренных ситуациях применение такого подхода не рекомендуется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты и выводы диссертационной работы состоят в следующем.

1. На реальных объектах дана оценка точности различных подходов к заданию граничных условий, определению проницаемости каменной наброски, а также подходов к оценке влияния ее льдонасыщенности, пористости и диаметра отдельностей на процесс естественной конвекции воздуха.

2. Разработана методика расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин.

3. Предложены новые способы, позволяющие оценить интенсивность конвекции воздуха в низовых призмах каменно-земляных плотин на основе результатов обработки данных натурных наблюдений за их температурным состоянием.

4. На основании результатов расчетных исследований и анализа данных натурных наблюдений сделан вывод о том, что наличие конвекции воздуха в низовой призме плотины может привести к образованию в ней области многолетней мерзлоты даже, если плотина расположена в районе с «наименее суровыми» (по СП 131.13330.2012) климатическими условиями. При этом при полном отсутствии конвекции и наличии снежного покрова большой мощности, в теле плотины зоны многолетней мерзлоты могут не образовываться даже, если она расположена в районе с «наиболее суровыми» (по СП 131.13330.2012) климатическими условиями.

5. На основании результатов расчетных исследований температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин различной конструкции сделан вывод о том, что тип противофильтрационного устройства плотины не оказывает существенного влияния на характер движения воздуха в ее низовой призме.

6. Расчетными исследованиями получено, что наиболее эффективным способом снижения размеров мерзлой зоны в низовой призме плотины является обеспечение воздухонепроницаемости поверхности ее низового откоса с одновременной теплоизоляцией очищаемых от снега берм. Это, в свою очередь, способствует беспрепятственному выходу фильтрацион-

ного потока в дренажное устройство, что повышает устойчивость низового откоса, и, как следствие, эксплуатационную безопасность сооружения.

7. Разработанная методика расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин использована при расчете плотин Вилюйской ГЭС-1,2, Колымской ГЭС, Усть-Илимской ГЭС, Братской ГЭС, а также ряда плотин ОАО «НТЭК», а также при оценке их технического состояния.

Публикации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Буряков, O.A. Анализ влияния граничных и начальных условий на результаты расчетов температурного состояния грунтовых плотин на севере / О.А.Буряков, С.И.Панов, А.В.Прямицкий, Е.В.Бычков // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. - 2012. - Т. 266. - С. 44-54.

2. Буряков, O.A. Особенности температурно-влажностного режима каменно-земляных плотин в условиях Средней Сибири / О.А.Буряков, С.И.Панов, А.А.Светличный // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. -2013.-Т. 270. - С. 36-48.

3. Буряков, O.A. Влияние инфильтрации дождевых осадков на устойчивость откосов грунтовых сооружений / О.А.Буряков, Нгуен Фыонг Зунг // Гидротехническое строительство. - 2013. - № 5. - С. 23-26.

Публикации в других изданиях:

1. Буряков, O.A. Особенности расчетов температурного режима грунтовых плотин на Севере / О.А.Буряков, С.И.Панов, А.В.Прямицкий, Е.В.Бычков // Материалы седьмой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии». Тезисы докладов. СПб., -2012.-С. 163.

2. Buryakov, О. Cold regions embankment dams state evaluation using field observation data / O.Buryakov, M.Glagovsky, B.Panov, A.Priamitckii // Proceedings of the 81st Annual Meeting Symposium. International Comission on Large Dams. Seattle. USA. - 2013. - PP. 2471-2482.

Типография ООО «Наша Марка» 195220, Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21 Объем 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ № 6.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ ИМЕНИ

Б.Е. ВЕДЕНЕЕВА»

04201459803 На правах рукописи

БУРЯКОВ Олег Александрович

Температурный режим низовых упорных призм плотин из каменной наброски в условиях Севера

05.23.07 «Гидротехническое строительство»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор техн. наук, профессор Панов Станислав Иванович

Санкт-Петербург 2014 г.

Оглавление

Введение....................................................................................................................................................................................................................4

Глава 1. Анализ современного состояния проблемы исследования....................................................9

1.1 .Основные проблемы расчетных исследований температурного состояния низовых

призм каменно-земляных плотин на Севере........................................................................................................................9

1.2.Математическое описание движения воздуха в пористых средах..........................................................10

1.3.Экспериментальные исследования проницаемости каменной наброски........................................12

1.4.Учет естественной конвекции воздуха при определении температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин на Севере................................................................................................16

1.5.Подходы к оценке интенсивности естественной конвекции воздуха в насыпях из каменной наброски....................................................................................................................................................................................20

1.6. Выбор граничных условий в расчетах температурного состояния каменно-земляных плотин на Севере..........................................................................................................................................................................................21

1.7.Влияние температурного состояния на эксплуатационную безопасность каменно-земляных плотин на Севере..............................................................................................................................................................22

1.8.Выводы по главе 1..............................................................................................................................................................................23

Глава 2. Температурный режим каменно-земляных плотин на Севере по данным

натурных наблюдений........................................................................................................................................................................26

2.1 .Объекты натурных наблюдений............................................................................................................................................26

2.2. Первичные данные..............................................................................................................................................................................36

2.3.Анализ данных натурных наблюдений............................................................................................................................45

2.4.Выводы по главе 2..............................................................................................................................................................................48

Глава 3. Расчетные исследования температурного состояния каменно-набросных

элементов грунтовых плотин на Севере..........................................................................................................................50

3.1.Программное обеспечение..........................................................................................................................................................50

3.2.Порядок расчетных исследований......................................................................................................................................50

3.3 .Выбор граничных условий..........................................................................................................................................................51

3.4.Учет конвекции....................................................................................................................................................................................62

3.5.Учет гранулометрического состава каменной наброски..............................................................................65

3 .б.Учет льдонасыщенности каменной наброски............................................................................................................72

3.7.Влияние конвекции воздуха на время достижения квазистационарного температурного состояния каменно-земляных плотин..............................................................................................75

3.8.Выводы по главе 3..............................................................................................................................................................................85

Глава 4. Результаты расчетных исследований температурного состояния низовых

призм реальных каменно-земляных плотин в суровых климатических условиях............87

4.¡.Расчетные исследования температурного состояния низовой призмы плотины Усть-Илимской ГЭС................................................................................................ 88

4.2.Расчетные исследования температурного состояния плотины ТЭЦ-2 ОАО «НТЭК»

(г. Норильск)................................................................................................... 96

4.3.Расчетные исследования температурного состояния левобережной грунтовой

плотины Братской ГЭС..................................................................................... 100

4.4.Расчетные исследования температурного состояния низовой призмы плотины

Колымской ГЭС............................................................................................. 104

4.5.Обобщение и анализ влияния конструктивных особенностей каменно-набросных

элементов плотин на их температурный режим....................................................... 112

4.6.Выводы по главе 4....................................................................................... 112

Глава 5. Расчет, оценка и регулирование температурного состояния низовых призм

каменно-земляных плотин............................................................................... 114

5.1 .Методика расчета температурного состояния каменно-земляных плотин.................. 114

5.2.Способы оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске................. 126

5.3.Рекомендации по регулированию температурного состояния проектируемых и эксплуатируемых каменно-земляных плотин......................................................... 133

5.4.Методы контроля и регулирования температурного состояния плотин с целью повышения их безопасности............................................................................... 135

5.5.Выводы по главе 5....................................................................................... 147

Заключение.................................................................................................... 149

Список использованной литературы.................................................................. 151

Приложение А. Пример дополнения к программе AIR7W на языке С#, позволяющего использовать барометрическую формулу при задании граничных условий по давлению... 160 Приложение Б. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы...... 162

Введение

Северная строительно-климатическая зона (ССКЗ) включает районы Крайнего Севера и примыкающие к ним территории Сибири и Дальнего Востока. Она занимает площадь 11 млн.

л

км или 64% от земель Российской Федерации и характеризуется суровым климатом с низкими зимними температурами. Среднемесячные зимние температуры колеблются от минус 15 до минус 20°С на Европейском Севере и от минус 40 до минус 50°С в северных районах Восточной Сибири. Из-за низких зимних температур годовые амплитуды их колебаний чрезвычайно велики, а в верховьях рек Индигирки и Колымы отмечаются наибольшие в мире их значения — более 100°С. Летом средняя температура наиболее теплого месяца находится в пределах от 4°С (в прибрежных районах Чукотки) до 16°С (в наиболее теплых долинах бассейна реки Колымы), хотя максимальные температуры в отдельные дни в континентальных районах могут подниматься до 30°С и выше.

Обеспечение надежности гидротехнических сооружений в условиях Крайнего Севера невозможно без контроля их температурного состояния.

Отечественными исследователями доказано, что на температурное состояние каменно-набросных и каменно-земляных плотин, расположенных в районах Крайнего Севера, в значительной степени влияет конвекция воздуха в порах каменной наброски их низовых призм. Данное явление может, как мешать, так и способствовать безотказной работе сооружения.

Вопросами конвекции воздуха в каменной наброске занимались такие ученые, как H.A. Мухетдинов, В.А. Жданов, И.С. Клейн, E.H. Горохов, М.Е. Горохов и др. Ими были начаты, в первую очередь, теоретические исследования данного явления. В настоящее время ввиду строительства большого количества гидроэлектростанций в северных районах провинции Квебек, а также интенсивному развитию Тибета к исследованиям в области конвекции воздуха подключились канадские и китайские специалисты.

Несмотря на то, что на настоящий момент опубликовано около сотни работ, связанных с явлением конвекции в каменной наброске, многие вопросы остаются нерешенными, что открывает широкое поле деятельности для исследования данного вопроса.

Актуальность работы Актуальность исследований температурного режима низовых каменно-земляных плотин на Севере обусловлена его существенным влиянием на особенности деформационного поведения таких сооружений, а также на работоспособность их противофильтрационных и дренажных устройств. При этом одним из наиболее значимых факторов, влияющих на температурное состояние плотины, является наличие конвекции в порах каменной наброски ее низовой призмы.

Степень разработанности данной темы отличается, с одной стороны, большим числом исследований, а с другой стороны, наличием ряда задач, требующих проведения дополнительных исследований. Эти задачи связаны с разработкой методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин с учетом естественной конвекции, а также с совершенствованием способов оценки ее интенсивности.

Цель и основные задачи исследований Цель настоящей диссертации заключается в разработке обоснованной методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин различной конструкции в условиях Севера с учетом конвекции воздуха, в совершенствовании подходов к оценке интенсивности конвекции и разработке инженерных рекомендаций, направленных на повышение эксплуатационной безопасности таких сооружений.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие основные задачи:

1. выполнить обработку данных натурных наблюдений за температурным состоянием низовых призм ряда грунтовых плотин различной конструкции, расположенных в различных климатических зонах Севера;

2. оценить на реальных объектах применимость предложенных различными исследователями зависимостей по определению проницаемости каменной наброски;

3. оценить влияние на температурное состояние низовых призм каменно-земляных плотин температуры поверхности низового откоса, диаметра отдельностей, пористости и льдо-насыщенности каменной наброски;

4. разработать новые методы оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске;

5. оценить влияние климатических условий района расположения грунтовых плотин на особенности их температурного состояния;

6. оценить влияние конструкции, геометрических размеров, начальной температуры и проницаемости низовых призм грунтовых плотин на время достижения и вид их динамически равновесного температурного состояния;

7. оценить эффективность различных способов регулирования температурного состояния каменно-земляных плотин.

Методы исследований

Выводы диссертации базируются на результатах обработки данных натурных наблюдений, а также на результатах численного моделирования физических процессов с использованием основных алгоритмов метода конечных элементов, реализуемых с помощью современных компьютерных программ.

Перенос тепла и массы математически описывается системой уравнений, включающей законы сохранения массы, энергии и уравнение состояния, описывающее движение воздуха в пористой среде. При этом все физико-механические характеристики порового воздуха, кроме плотности, предполагаются постоянными во времени.

Научная новизна работы Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Исследовано влияние особенностей конструкции и климатических условий района расположения низовых призм каменно-земляных плотин на их температурное состояние.

2. Разработана методика расчета температурного состояния каменно-земляных плотин, основные положения которой заключаются в следующем:

• выбраны подходы к заданию граничных условий по температуре и атмосферному давлению, а также зависимости для определения проницаемости каменной наброски, позволяющие получить наиболее достоверные результаты расчетов температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин;

• определены предельные значения проницаемости наброски, при которых в расчетах температурного состояния плотины необходимо учитывать влияние естественной конвекции воздуха;

3. Предложены новые способы косвенной оценки интенсивности конвекции воздуха в низовых призмах каменно-земляных плотин по данным натурных наблюдений.

4. С использованием разработанной методики, определен наиболее эффективный метод снижения негативного влияния конвекции воз-духа на безопасность каменно-земляных плотин.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке методики расчетного прогноза температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин, расположенных в районах Севера, в определении эффективных способов снижения негативного влияния конвекции на их эксплуатационную безопасность, а также в разработке инженерных рекомендаций по регулированию температурного состояния грунтовых плотин. Разработанная методика использована при оценке технического состояния плотин Вилюйской ГЭС-1,2, Колымской, Усть-Илимской, Братской ГЭС, плотин ОАО «НТЭК» и ряда других объектов.

Достоверность полученных результатов подтверждена удовлетворительной сходимостью результатов численного моделирования, выполненного с помощью современного программного комплекса Оео8йк1ю 2007, с данными натурных наблюдений.

Личный вклад автора состоит в анализе материалов натурных наблюдений, в разработке методики расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин, в

разработке новых способов оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске, а также в оценке эффективности способов снижения негативного влияния конвекции на эксплуатационную безопасность грунтовых плотин на Севере. Содержание диссертации и основные защищаемые положения отражают персональный вклад автора.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались:

1. на заседаниях секции Ученого Совета ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»;

2. на 7-ой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» (2012 г.);

3. на заседании ICOLD 2013 в г. Сиэтл, США (как один из авторов доклада).

Положения, выносимые на защиту

1. Методика расчета температурного состояния низовых призм каменно-земляных плотин.

2. Результаты расчетных исследований по оценке влияния конструктивных особенностей низовых призм грунтовых плотин и климатических условий района их расположения на Севере на их температурное состояние.

3. Способы косвенной оценки интенсивности конвекции воздуха в каменной наброске низовых призм грунтовых плотин с помощью углового коэффициента (к) аппроксимирующей прямой зависимости температуры поверхности откоса от высотного положения и амплитуды годовых колебаний средневзвешенной температуры грунтов поперечного сечения низовой призмы (А Tcpe)t

4. Инженерные рекомендации по регулированию температурного состояния проектируемых и эксплуатируемых каменно-земляных плотин, направленные на повышение их эксплуатационной безопасности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Буряков O.A. Анализ влияния граничных и начальных условий на результаты расчетов температурного состояния грунтовых плотин на севере/ Панов С.И., Буряков O.A., Пря-мицкий A.B., Бычков Е.А.// Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева — 2012. — Т. 266. — С. 44-54.

2. Буряков O.A. Особенности температурно-влажностного режима каменно-земляных плотин в условиях Средней Сибири/ Панов С.И., Буряков O.A., Светличный A.A.// Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева —2013. — Т. 270 — С. 36-48.

3. Буряков O.A. Влияние инфильтрации дождевых осадков на устойчивость откосов грунтовых сооружений/ Буряков O.A., Нгуен Фыонг Зунг// Гидротехническое строительство. — 2013,—№5 —С. 23-26.

Публикации в других изданиях:

4. Буряков O.A. Особенности расчетов температурного режима грунтовых плотин на Севере/ Панов С.И., Буряков O.A., Прямицкий A.B., Бычков Е.А.//Седьмая научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии». Тезисы докладов. С.-Пб., 25-27.10.2012 г. —2012,— С. 163.

5. Buryakov О. Cold regions embankment dams state evaluation using field observation data/ Buryakov O., Glagovsky V., Panov S., Priamitckii A.// Proceedings of the 81st Annual Meeting Symposium. International Comission on Large Dams. Seattle, USA. — 2013. — PP. 24712482.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 2 приложений. Объем диссертации 159 страниц основного текста с рисунками, таблицами и списком литературы из 89 наименований.

Глава 1. Анализ современного состояния проблемы исследования

В нашей стране экспериментальными, натурными и расчетными исследованиями температурного состояния грунтовых плотин на Севере, в том числе с учетом конвекции воздуха, занимались и занимаются Анискин H.A., Аэров М.Э., Биянов Г.Ф., Близняк Е.В., Богословский П.А., Высюк М.П., Войнович А.П., Воронков O.K., Гольдин A.JL, Горохов E.H