Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Гидротехническое строительство

Диссертационная работа:

Лопатина Маргарита Геннадьевна. Повышение эксплуатационной надежности грунтовых плотин в условиях потенциального заиления дренажа : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.07 / Лопатина Маргарита Геннадьевна; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т гидротехники им. Б.Е. Веденеева].- Санкт-Петербург, 2009.- 162 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/824

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Заиление дренажа объектов промышлен-но-гражданского строительства (механическое, биологическое и химическое, а также возможные их сочетания) приводят к ряду негативных последствий: повышению уровней грунтовых вод и подтоплению оснований сооружений и прилегающих к ним территорий. Особую опасность представляет собой заиление и кольматаж придренной зоны и дренажной инфраструктуры напорных грунтовых гидротехнических сооружений, последствия аварий на которых могут носить катастрофический характер.

Вопросами генезиса железо-марганцевых отложений, развития процессов заиления элементов дренажа и разработкой методов борьбы с заилением занимались такие ученые как Алексеев B.C., Гинц А.В., Голь-дина Т.М., Гордиенко С.Г., Гусакова И.Н., Даишев Ш.Т., Добрецов В.Б., Жиленков В.Н., Зайдельман Ф.Р., МасловБ.С, Морозов Э.А., Мурашко А.И., Коммунар Г.М., Плотников Н.А., Самофалов Д.П., Сольский СВ., Сотников В.И., Терский В.П., Фисенко В.Ф., Штыков В.И., Эггельсманн Р., Халлберг Р., Мартинелл Р. и др.

Несмотря на значительный объем проведенных ранее исследований на сегодняшний день проблема защиты дренажа от заиления является недостаточно изученной, поэтому разработка подходов к повышению эксплуатационной надежности грунтовых плотин в условиях потенциального заиления дренажа является актуальной.

Цель диссертации заключается в разработке решений, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности грунтовых плотин в условиях потенциального заиления их элементов, включая рекомендации по ведению соответствующего эксплуатационного мониторинга.

Основные задачи исследования:

оценка влияния на работу грунтовых плотин прогрессирующего марганцевого заиления, проведение натурных исследований по уточнению характера и динамики марганцевого кольматажа в различных элементах грунтовых плотин;

разработка основных принципов конструирования элементов грунтовых плотин и на их основе конструкций, эффективных в условиях потенциального заиления;

исследование в лабораторных условиях фильтрационных свойств грунтов тела и обратного фильтра плотин, подвергнувшихся кольматажу, а также физико-механических свойств кольматанта (марганцевых отложений), исследование на физических моделях условий формирования марганцевых отложений;

разработка Методики эксплуатационного мониторинга дренажа и Методики прогнозной оценки состояния грунтовых плотин, элементы которых подвержены заилению.

Научная новизна:

1. Разработаны принципы конструирования дренажей грунтовых плотин, работающих в условиях потенциального заиления, на их основе предложено около 20 эффективных конструкций (в т.ч. защищенных приоритетами и патентом) и разработана их классификация.

2.Разработана Методика эксплуатационного мониторинга дренажных систем, подверженных заилению.

3.Разработана Методика прогнозной оценки влияния процесса заиления на эксплуатационную надежность грунтовых плотин.

4.Разработана систематизация факторов влияния конструкции дренажных систем на формирование марганцевых отложений и видов отложений по зонам их локализации.

5.Определено влияние хемогенного марганцевого кольматажа на водопроницаемость грунтов тела плотины и обратного фильтра дренажа, также получены физико-механические характеристики кольматирующих отложений.

Практическая ценность и реализация работы

на две конструкции дренажей, эффективных в условиях потенциального заиления, поданы заявки на изобретение «Система кислородной завесы для защиты дренажа» № 2009131796 с приоритетом от 21.08.2009 г. и на полезную модель «Самопромывной дренаж периодического действия» № 2009137439 с приоритетом от 09.10.2009 г. с решением о выдаче патента от 26.10.2009 г.;

предложенные технические решения позволяют повысить эксплуатационную надежность грунтовых плотин, работающих в условиях потенциального заиления их дренажных элементов;

результаты работы внедрены на «Боткинской ГЭС», в ГУЛ «Лен-водхоз» (г. Санкт-Петербург), в ООО «НПК Проектводстрой» (г. Санкт-Петербург), используются в учебном процессе при чтении курса лекций по дисциплинам «Инженерная мелиорация» и «Эксплуатация и безопасное обслуживание гидротехнических сооружений объектов промышленности и энергетики».

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались экспериментальные методы - гидрометрические, гидрохимические; методы физического и численного моделирования; стандартные методы определения физико-механических характеристик; методы математической статистики.

Достоверность результатов подтверждается использованием экспериментального и лабораторного оборудования, имеющего метрологическое обеспечение, выполнением численного моделирования фильтрационных процессов и устойчивости грунтовых плотин на сертифицированных специализированных программных комплексах PLAX FLOW и PLAXIS, соответствием данных натурных наблюдений и расчетов.

Личный вклад автора состоит в обобщении материалов исследований по кольматажу дренажей в отечественной и мировой практике, участии в постановке задачи, разработке методики и программ натурных и лабораторных исследований и экспериментов, численном моделировании фильтрационных процессов на программном комплексе PLAX FLOW, непосредственном участии в проведении и обработке результатов натурных и лабораторных исследований и экспериментов, обосновании основных принципов проектирования дренажных элементов грунтовых плотин, работающих в условиях потенциального заиления, разработке на их основе эффективных конструкций и их классификации.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» и ОАО «Боткинская ГЭС», принимавшим участие в проведении натурных и экспериментальных исследований.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 7-ой Международной выставке и конференции «AQUATERRA» г. Санкт-Петербург (2004 г.); научно-технической конференции РАО «ЕЭС России» г. Санкт-Петербург (2005 г.); на научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» г. Санкт-Петербург (2008 г.); XVI научно-практической конференция изыскателей Гидропроекта «Оптимизация управления качеством изысканий в условиях расширяющейся международной интеграции» г. Звенигород (2009 г.); Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России» Московский государственный университет природообустройства (2009 г.); результаты работы неоднократно докладывались на секциях Ученого совета ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»; Технических советах «Боткинской ГЭС», ГУЛ «Ленводхоз», ООО «НПК Проектводстрой».

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

  1. Классификация конструкций дренажей грунтовых плотин, разработанных в соответствии с предложенными принципами проектирования сооружений, работающих в условиях потенциального заиления.

  2. Методика эксплуатационного мониторинга дренажных систем, подверженных заилению.

  3. Методика прогнозной оценки состояния грунтовых плотин, дренажные элементы которых подвержены заилению.

  4. Выявление и систематизация факторов влияния конструкции дренажных систем на формирование марганцевых отложений и видов отложений по зонам их локализации.

  5. Результаты лабораторных исследований влияния хемогенного марганцевого кольматажа на водопроницаемость грунтов тела плотины и обратного фильтра дренажа, физико-механических свойств марганцевых отложений.

Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано 6 печатных работ, из них 1 в сборнике, рекомендуемом ВАК, получен приоритет на изобретение и приоритет с решением о выдаче патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (204 наименования); содержит 136 страниц основного текста, в том числе 43 рисунка и 18 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net