Особенности оценки технического состояния однородной грунтовой плотины по данным инженерных изысканий и математического планирования эксперимента
DOI:
https://doi.org/10.55287/22275398_2026_58_128Ключевые слова:
плотина, инженерные изыскания, планирование эксперимента, коэффициент устойчивости, гидротехническое сооружение, сцепление грунтаАннотация
В исследовании рассматривается комплексный подход к оценке технического состояния однородных грунтовых плотин, основанный на интеграции данных натурных инженерных изысканий и методов математического планирования эксперимента. Авторами предложена методика перехода от трудоемких единичных численных расчетов методом конечных элементов к построению аналитических метамоделей состояния сооружения на основе единичных данных инженерных изысканий. В работе обосновано использование центрального композиционного ротатабельного планирования для аппроксимации зависимости коэффициента устойчивости от физико-механических свойств грунтов и гидрологических нагрузок согласно СП 39.13330.2012. Определены ключевые факторы варьирования и функции отклика, позволяющие ранжировать параметры грунта по степени их влияния на надежность плотины. Результаты исследования позволяют оптимизировать состав инженерных изысканий, выявляя наиболее критические характеристики для мониторинга. Разработанные рекомендации могут быть использованы для оперативного прогнозирования безопасности гидротехнических сооружений при изменении эксплуатационных условий.
Библиографические ссылки
1. Moskin K.D. Kompleks predupreditel'nykh mer po rabote s beskhoznymi gidrotekhnicheskimi sooruzheniyami [A set of preventive measures for managing ownerless hydraulic structures]. Matritsa nauchnogo poznaniya. 2023; 3(1): 78–80. (In Russian)
2. Abramov V.V., Bulgakov D.V. Sostavlenie deklaratsii bezopasnosti gidrotekhnicheskikh sooruzheniy, nakhodyashchikhsya v federal'noi sobstvennosti [Preparation of safety declarations for federally owned hydraulic structures]. Vestnik meliorativnoi nauki. 2021; (1): 82–89. (In Russian)
3. Rasskazov L.N., Yadgorov E.K., Nikolaev V.B. Field observations of soil settlements, displacements, and pore pressure in dams. Power Technology and Engineering. 2018; 51(6): 611–620. https://doi.org/10.1007/s10749-018-0881-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10749-018-0881-9
4. Mirsaidov M.M., Sultanov T.Z., Yuldoshev B.Sh. Metody otsenki napryazhennogo sostoyaniya gruntovykh plotin s uchetom vlazhnostnykh svoistv grunta [Methods for assessing the stress state of earth dams considering soil moisture properties]. Tashkent: Adabiyot uchqunlari; 2020. 156 p.
5. Stefanishin D.V., Shtilman V.B. K otsenke veroyatnosti pereliva vody cherez greben' plotiny [On the assessment of the probability of water overflow over a dam crest]. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2012; 9(35): 70–78. (In Russian) DOI: https://doi.org/10.5862/MCE.35.9
6. Sainov M.P. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie gruntovykh plotin s protivofil'tratsionnymi elementami iz materialov na osnove tsementa [Stress-strain state of earth dams with anti-filtration elements based on cement materials]. Dr. Sci. (Eng.) dissertation. Moscow; 2018. 599 p. (In Russian)
7. Aniskin N.A. Fil'tratsionno-temperaturnyi rezhim sistemy "plotina-osnovanie" [Filtration-temperature regime of the “dam-foundation” system]. Dr. Sci. (Eng.) abstract. Moscow; 2009. 40 p. (In Russian)
8. Ornatskii N.V. Mekhanika gruntov [Soil mechanics]. Moscow: Moscow State University; 1950. 419 p. (In Russian)
9. Maslov N.N. Usloviya ustoichivosti sklonov i otkosov v gidroenergeticheskom stroitel'stve [Stability conditions of slopes in hydropower construction]. Moscow–Leningrad: State Energy Publishing House; 1955. 467 p. (In Russian)
10. Nalimov V.V., Chernova N.L. Statisticheskie metody planirovaniya ekstremal'nykh eksperimentov [Statistical methods for planning extreme experiments]. Moscow: Fizmatgiz; 1965. 340 p. (In Russian)
11. Popov A.A. Optimal'noe planirovanie eksperimenta v zadachakh strukturnoi i parametricheskoi identifikatsii modelei mnogofaktornykh sistem [Optimal experimental design in structural and parametric identification of multifactor systems]. Novosibirsk: NSTU; 2013. 296 p. (In Russian)
12. Ter-Martirosyan A.Z., Sidorov V.V., Ermoshina L.Yu. Opredelenie i verifikatsiya parametrov modeli slabogo grunta s uchetom polzuchesti [Determination and verification of soft soil model parameters considering creep]. Vestnik MGSU. 2018; 13(6): 697–708. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2018.6.697-708 (In Russian) DOI: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2018.6.697-708
13. Vlasyuk A.P., Martynyuk P.N. Fil'tratsionnaya konsolidatsiya trekhfaznykh gruntov s uchetom polzuchesti skeleta i vliyaniya soleperenosa v neizotermicheskom rezhime [Filtration consolidation of three-phase soils considering skeleton creep and salt transport under non-isothermal conditions]. Matematicheskoe modelirovanie. 2010; 22(4): 32–56. (In Russian)
14. Ismailova K.D., Bektenov E. Uchet anizotropii v gruntovykh plotinakh [Accounting for anisotropy in earth dams]. Vestnik Prostranstvo uchenykh v mire. 2023; (2–3): 93–98. (In Russian)
15. Mennanov E.M., Rodin S.V., Kalafatov D.A., Bogutskii Yu.G. Planirovanie eksperimenta pri issledovanii silovogo vzaimodeistviya fundamentov s gruntovym osnovaniem [Experimental design in studying foundation–soil interaction]. Stroitel'stvo i tekhnogennaya bezopasnost'. 2024; 34(86): 31–37. (In Russian) DOI: https://doi.org/10.29039/2413-1873-2024-34-31-37
16. Boiko A.F., Voronkova M.N. Teoriya planirovaniya mnogofaktornykh eksperimentov [Theory of multifactor experimental design]. Belgorod: BSTU named after V.G. Shukhov; 2020. 75 p. (In Russian)
