ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ БЕРЕГОВОГО УКРЕПЛЕНИЯ В ПЕРИОД ПОЛОВОДЬЯ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
DOI:
https://doi.org/10.55287/22275398_2026_60_74Ключевые слова:
береговое укрепление, устойчивость откоса, половодье, математическое планирование эксперимента, коэффициент устойчивости, деградация сооружения, гидротехническое сооружениеАннотация
Исследование посвящено прогнозированию устойчивости берегового укрепления малой реки в период весеннего половодья на примере Комплекса берегозащитных сооружений в г. Пошехонье Ярославской области, эксплуатирующегося с 1957 года. В ходе эксплуатации наблюдаются деградация железобетонных плит и размыв основания, что снижает несущую способность сооружения и создаёт риск аварийных ситуаций. Для оценки устойчивости авторы применяют метод математического планирования эксперимента (полный факторный план второго порядка 3³), позволяющий построить регрессионные модели и оценить совместное влияние трёх ключевых факторов: уклона откоса, подъёма уровня воды и угла внутреннего трения грунта. В качестве функций отклика выбраны коэффициент устойчивости и максимальное смещение откоса. Получены полиномиальные модели второго порядка, выполнена оценка значимости факторов и построены поверхности отклика. Установлено, что наиболее выраженное влияние на смещение оказывает уклон откоса, а на коэффициент устойчивости – угол внутреннего трения. Повышение уровня воды снижает устойчивость во всех рассматриваемых сочетаниях. Выявлены критические сочетания параметров, соответствующие переходу сооружения в предельное состояние, что позволяет использовать полученные зависимости для обоснования реконструкции и повышения надёжности берегоукреплений в период половодья.
Библиографические ссылки
Akhmetov, E.M., Asemov, K.M., Zhumataeva, M.O. Investigation of accidents at hydraulic engineering structures and methods for monitoring their safety. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2020, vol. 331, no. 4, pp. 70–82. (In Russian).
Kachaev, A.E. Improvement of the methodology for assessing maximum damage in accidents at hydraulic engineering structures. Journal of Advanced Research in Technical Science, 2026, no. 54, pp. 87–91. https://doi.org/10.26160/2474-5901-2026-54-87-91
Kachaev, A.E., Turapin, S.S. Features of reconstructing earth dams in reclamation systems. Science and World, 2024, no. 3, pp. 6–10. https://doi.org/10.26526/2307-9401-2024-3-6-10 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.26526/2307-9401-2024-3-6-10
Fedotova, O.A. Analysis and assessment of hydrometeorological conditions in the Upper Volga basin under climate warming. Prirodoobustroystvo [Environmental Engineering], 2013, no. 5, pp. 59–63. (In Russian).
Novikova, T.S., Bulyakova, I.A. Application of fractal geometry in the study of river systems. System Analysis in Science and Education, 2024, no. 2, pp. 9–20. (In Russian).
Kachaev, A.E., Turapin, S.S. Assessment of the technical condition of a homogeneous earth dam based on engineering survey data and mathematical design of experiments. System Technologies, 2026, no. 1(58), pp. 128–137. https://doi.org/10.55287/22275398_2026_58_128 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.55287/22275398_2026_58_128
Kachaev, A.E., Soroka, V.V., Khitrov, Ya.I. Analysis of numerical simulation results for slope stability of a hydraulic engineering structure with a retaining wall using the SRM and SAM methods. System Technologies, 2025, no. 3(56), pp. 20–31. https://doi.org/10.48612/dnitii/2025_56_20-31 (In Russian).
Mennanov, E.M., Rodin, S.V., Kalafatov, D.A., Bogutsky, Yu.G. Design of experiments in investigating the force interaction between foundations and soil bases. Construction and Industrial Safety, 2024, no. 34(86), pp. 31–37. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.29039/2413-1873-2024-34-31-37
Dyakov, I.M., Dyakov, M.I., Barykin, B.Yu. Planning experimental studies of the “foundation–soil base” system under sudden additional loading. Construction and Industrial Safety, 2020, no. 19(71), pp. 5–12. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.37279/2413-1873-2020-19-5-12
Adler, Yu.P., Markova, E.V., Granovsky, Yu.V. Design of Experiments for Finding Optimal Conditions. 2nd ed., revised and expanded. Moscow: Nauka; 1976. 280 p. (In Russian).
Montgomery, D.C. Design and Analysis of Experiments. 9th ed. New York: John Wiley & Sons; 2017. 640 p.
Shakirova, A.I. Technical Condition Monitoring Systems and Accident Prevention at Hydraulic Engineering Structures Using Fiber-Optic Instrumental Monitoring Tools: Abstract of Cand. Sci. (Eng.) Dissertation. Kazan; 2020. 24 p. (In Russian).
Kachaev, A.E., Turapin, S.S. Substantiation of the need to develop integrated computational models of earth dams in reclamation systems. Science and World, 2024, no. 3, pp. 1–5. https://doi.org/10.26526/2307-9401-2024-3-1-5 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.26526/2307-9401-2024-3-1-5
SP 58.13330.2019. Hydraulic Engineering Structures. Basic Provisions. Updated Edition of SNiP 33-01-2003. Moscow: Standartinform; 2020. 44 p. (In Russian).
SP 116.13330.2012. Engineering Protection of Territories, Buildings and Structures from Hazardous Geological Processes. Basic Provisions. Updated Edition of SNiP 22-02-2003. Moscow: Ministry of Regional Development of the Russian Federation; 2012. 71 p. (In Russian).
Mozgolov, M.V., Kostyukov, V.V. On the convergence of solutions in SCAD computational-complex models of a first-order triangular prism. Part 2. H-method. System Technologies, 2024, no. 1(50), pp. 5–19. https://doi.org/10.48612/dnitii/2024_50_5-19 (In Russian).
