1. 1(30)2021
  2. Аналіз інклінометричних спостережень та прогнозування деформацій грунтів в районі Дністровської ГАЕС

Аналіз інклінометричних спостережень та прогнозування деформацій грунтів в районі Дністровської ГАЕС

JGD.
2021;
Випуск 1(30)2021, Номер 1(30)
: 17-24
https://doi.org/10.23939/jgd2021.01.017
Надіслано: Квітень 05, 2021
Автори:
  1. Андрій Зигар
  2. Ігор Савчин
  3. Юрій Ющенко
  4. Микола Пасічник
1
Чернівецький національний університет імені Ю. Федьковича
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Чернівецький національний університет імені Ю. Федьковича
4
Чернівецький національний університет імені Ю. Федьковича

Мета. Метою досліджень є математичний аналіз та прогнозування деформацій дисперсних ґрунтів на основі вивчення даних інклінометричних спостережень в районі природно-технічної системи Дністровської ГАЕС. Методика. Методика досліджень базується на математичному аналізі та моделюванні процесів, що відбуваються у гірському масиві, на якому розташована Дністровська ГАЕС, із використанням методу кінцевих елементів. Результати. В роботі представлено аналіз результатів геотехнічного моніторингу деформацій дисперсних ґрунтів, реалізованого на базі інклінометричних вимірювань на території Дністровської ГАЕС. Встановлено кількісні параметри розподілу горизонтальних зміщень в інклінометричних свердловинах. Вони дали можливість виявити негативну динаміку у геологічних шарах N1-2ap і N1p+v, яка очевидно спричинена техногенним навантаженням. Виконано моделювання деформацій дисперсних ґрунтів під впливом природних і техногенних навантажень. На основі результатів моделювання підтверджено зміну знаку деформацій під впливом додаткового навантаження, яким може служити наповнення Дністровського верхнього водосховища. Очевидно, використання виключно цього методу не дає можливості в повній мірі виявляти та відстежувати сучасні геологічні, сейсмічні та геодинамічні процеси. Оптимальним є поєднання та детальний аналіз різних методів моніторингу (геофізичних, геодезичних, параметричних, віброметричних, гідрогеологічних, температурних, візуально-інструментальних та інших), а також моделювання деформацій об’єкту під впливом природних і техногенних чинників. Такі моделювання могли б бути використані при проектуванні інших об’єктів такого типу, тому це є перспективним напрямком для подальших досліджень. Наукова новизна. Вперше проведено математичний аналіз та прогнозування деформацій дисперсних грунтів в районі природно-технічної системи Дністровської ГАЕС на основі вивчення даних інклінометричних спостережень. Практична значущість. Запропонована методика може бути використана при проектуванні інших об’єктів такого типу, оскільки моделювання деформацій об’єкту під впливом природних і техногенних чинників дає можливість оцінити можливі ризики та попередити їх.

геотехнічний моніторинг
дисперсні ґрунти
прогнозування деформацій
інклінометричні свердловини
Дністровська ГАЕС
  1. Вайнберг, А. И. Численные исследования напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости склона основных сооружений Днестровской ГАЭС. Гидроэнергетика Украины, 2012. (1), 48-53.
  2. Геологічна карта України, Масштаб 1: 200 000. Волино-Подільська серія, М-35-XXVIII (Бар), М-35-XXXIV (Могилів-Подільський). 2008. Пояснювальна записка.
  3. Корольов В. А., Золочевская Р. И., Осипов В. И., Деформируемость глинистых грунтов при компрессионном уплотнении. Физико-химическая механика природных дисперсных систем. Под ред. Щукина Е.Д., МГУ, 1985. 213-222.
  4. Сідоров, І. С., Перій, С. С., & Сарнавський, В. Г. Визначення рухів земної поверхні в районі Дністровської ГАЕС супутниковими та наземними геодезичними методами. Геодинаміка. 2015. 19 (2), 15-25. doi: 10.23939/jgd2015.02.015
  5. Цытович, Н. А. Механика грунтов, 4-е Изд. Москва, Гос. изд-во литературы по строительству архитектуры и строительным материалам. 1963. 638.
  6. Цытович, Н. А. Механика грунтов (краткий курс). 2-е изд. Москва, Высшая школа. 1973. 280. с.
  7. Bakhrebah, S. A., & Schnobrich, W. C. (1973). Finite element analysis of intersecting cylinders. University of Illinois Engineering Experiment Station. College of Engineering. University of Illinois at Urbana-Champaign.
  8. Benjamin, J. R., & Cornell, C. A. (1970). Solutions Manual to Accompany Probability, Statistics, and Decision for Civil Engineers. McGraw-Hill.
  9. Bubniak, A. M., Bubniak, I. M., & Zyhar, A. I. (2020, May). Lineaments analysis of the Dniester area (between Bakota and Novodnistrovsk). In Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects 2020 (Vol. 2020, No. 1, pp. 1-4). European Association of Geoscientists & Engineers.
  10. Davoodi, M., Pourdeilami, A., Jahankhah, H., & Jafari, M. K. (2018). Application of perfectly matched layer to soil-foundation interaction analysis. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 10(4), 753-768.
  11. Geokon (2019). Instruction Manual, Model 6300, Vibrating Wire In-Place Inclinometer. https://www.geokon.com/content/manuals/6300_In-Place_Inclinometer.pdf.
  12. Herget, G. (1973, January). Variation of rock stresses with depth at a Canadian iron mine. In International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts (Vol. 10, No. 1, pp. 37-51). Pergamon. https://doi.org/10.1016/0148-9062(73)90058-2
  13. Howlett, J. (1966). Handbook of Mathematical Functions. Edited by Milton Abramowitz and Irene A. Stegun. Constable (Dover Publications Inc.) Paperback edition 1965. The Mathematical Gazette, 50(373), 358-359.
  14. Hu, X., Zhang, M., Sun, M., Huang, K., & Song, Y. (2015). Deformation characteristics and failure mode of the Zhujiadian landslide in the Three Gorges Reservoir, China. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 74(1), 1-12.
  15. Masoom, H., Courtier-Murias, D., Farooq, H., Soong, R., Kelleher, B. P., Zhang, C., ... & Simpson, A. J. (2016). Soil organic matter in its native state: unravelling the most complex biomaterial on earth. Environmental science & technology, 50(4), 1670-1680.
  16. Mirassi, S., & Rahnema, H. (2019). Effect of frequency content of seismic source load on Rayleigh and P waves in soil media with cavity. Journal of Structural and Construction Engineering. doi: 10.22065/jsce.2019.176403.1808
  17. Paswey, S. E., & Clough, R. W. (1971). Improved numerical integration of thick slab finite elements. Int. J. Numer. Meth. Eng, 3, 545-586.
  18. Pawsey, S. F. (1970). The analysis of moderately thick and thin shells (Doctoral dissertation, PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of California, Berkeley, CA).
  19. Potapov, V. D. (2014). About calculation of bars lying on a nonlocal elastic foundation. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 4, 63 - 68.
  20. Savchyn, I., & Pronyshyn, R. (2020). Differentiation of recent local geodynamic and seismic processes of technogenic-loaded territories based on the example of Dnister Hydro Power Complex (Ukraine). Geodesy and Geodynamics, 11(5), 391-400. https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.06.001
  21. Savchyn, I., Vaskovets, S. (2018). Local geodynamics of the territory of Dnister Pumped Storage Power Plant. Acta Geodyn. Geomater., 15, 1(189), 41–46. doi: 10.13168/AGG.2018.0002
  22. Scordelis, A. C., & Lo, K. S. (1964, May). Computer analysis of cylindrical shells. In Journal Proceedings (Vol. 61, No. 5, pp. 539-562).
  23. Sokolnikoff, I. S., & Specht, R. D. (1956). Mathematical theory of elasticity (Vol. 83). New York: McGraw-Hill.
  24. Terzaghi, K. (1962). Measurement of stresses in rock. Institution of civil engineers. Geotechnique, 12, 105–124
  25. Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G. (1996). Soil mechanics in engineering practice. John Wiley & Sons.
  26. Tonon, F., Bernardini, A., & Mammino, A. (2000). Reliability analysis of rock mass response by means of random set theory. Reliability Engineering & System Safety, 70(3), 263-282.
  27. Too, J. J. M. (1971). Two-dimension, plate, shell and finite prism isoparametric elements and their applications (Doctoral dissertation, University College Swansea).
  28. Vainberg, A. I. (1993). Forces in the casing of the aggregate shafts of the Dnestrovsk water-storage electric power plant. Journal of Mining Science, 29(1), 27-31.
  29. Yin, Y., Huang, B., Wang, W., Wei, Y., Ma, X., Ma, F., & Zhao, C. (2016). Reservoir-induced landslides and risk control in Three Gorges Project on Yangtze River, China. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(5), 577-595.
  30. Yin, Y., Wang, H., Gao, Y., & Li, X. (2010). Real-time monitoring and early warning of landslides at relocated Wushan Town, the Three Gorges Reservoir, China. Landslides, 7(3), 339-349.
  31. Zienkiewicz, O. C., Taylor, R. L., & Too, J. (1971). Reduced integration technique in general analysis of plates and shells. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 3(2), 275-290