Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3274110.22363/1815-5235-2022-18-4-307-316Analysis and design of building structuresРасчет и проектирование строительных конструкцийResearch ArticleAnalysis of the field studies of the foundation deformations and total draft of the Boguchansk HPP concrete damАнализ данных натурных наблюдений за деформациями основания и полными осадками бетонной плотины Богучанской ГЭСhttps://orcid.org/0000-0002-2609-2711YurievSergey V.ЮрьевСергей Владимирович

Deputy Chief Engineer

заместитель главного инженера

yurievs@mail.ruInstitute “Hydroproject” JSCАО «Институт „Гидропроект“»30112022184VOL 18, NO4 (2022)ТОМ 18, №4 (2022)30731630112022Copyright ©; 2022, Yuriev S.V.Copyright ©; 2022, Юрьев С.В.2022Yuriev S.V.Юрьев С.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/32741

The results of data analysis from complex field studies of vertical deformations of the rock base near-contact layer and full settling Boguchanskaya HPP concrete dam sections in order to determine the state of contact of the foot of the concrete dam with the rock base are presented. The purpose of the study is to control the state of the contact of the concrete dam foot with the foundation based on the analysis of a set of field studies of the vertical deformations of the near-contact zone of the foundation of the concrete dam sections and the total draft of the sections of the concrete dam to justify the stability of the concrete dam sections. In order to control the vertical deformations of the near-contact zone of the rock foundation, string control and measuring equipment (displacement sensors PLPS-10) was installed. The total draft of the concrete dam sections is measured by means of ceiling marks installed in the grout gallery. Analysis of the field data on total drafts of concrete dam sections and vertical deformations of the near-contact section of the rock foundation showed that the contact joint between the foot of the concrete dam sections and the foundation is in vertical compression. The results of the analysis of the available data of complex studies of vertical deformations of the near-contact layer of the rock foundation and the total draft of the concrete dam sections made it possible to substantiate the stability of the concrete dam sections.

Представлены результаты анализа данных комплексных натурных исследований вертикальных деформаций приконтактного слоя скального основания и полных осадок секций бетонной плотины Богучанской ГЭС в целях определения состояния контакта подошвы бетонной плотины со скальным основанием. Цель исследования заключается в контроле состояния контакта подошвы бетонной плотины с основанием посредством анализа комплекса натурных наблюдений за вертикальными деформациями приконтактной зоны основания секций бетонной плотины и полными осадками секций бетонной плотины для обоснования устойчивости секций бетонной плотины. В целях контроля вертикальных деформаций приконтактной зоны скального основания установлена струнная контрольно-измерительная аппаратура (датчики перемещений ПЛПС-10). Полные осадки секций бетонной плотины измеряются с помощью потолочных марок, установленных в цементационной галерее. Анализ натурных данных о полных осадках секций бетонной плотины и вертикальных деформациях приконтактного участка скального основания показал, что контактный шов между подошвой секций бетонной плотины и основанием находится в условиях вертикального сжатия. Результаты анализа имеющихся данных комплексных исследований вертикальных деформаций приконтактного слоя скального основания и полных осадок секций бетонной плотины позволили обосновать устойчивость секций бетонной плотины.

concrete damrock foundationnear-contact zoneinstrumentationfield observation datatotal draftvertical deformationsstabilityconcrete damsectionsбетонная плотинаскальное основаниеприконтактная зонаконтрольно-измерительные приборыданныенатурные наблюденияполные осадкивертикальные деформацииустойчивостьсекциибетонная плотинаKalustyan E.S. Geomechanics in dam engineering. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 2008. (In Russ.)Калустян Э.С. Геомеханика в плотиностроении. М.: Энергоатомиздат, 2008. 224 c.Vavilova V.K., Yuriev S.V. Ensuring the reliability of Boguchanskaya HPP concrete dam based on the control of the contact joint state from the upper face side. Scientific and Technical Journal on Construction and Architecture. 2013;(7):157-167. (In Russ.)Вавилова В.К., Юрьев С.В. Обеспечение надежности бетонной плотины Богучанской ГЭС на основе контроля состояния контактного шва со стороны верховой грани // Научно-технический журнал по строительству и архитектуре. 2013. № 7. C. 157-167.Yuriev S.V. The state of the concrete dam foundation according to field observations in harsh climatic conditions. Monitoring of Natural and Technogenic Processes During Mining: Collection of Reports of the All-Russian Scientific and Technical Conference with International Participation. St. Petersburg; 2013. p. 312-318. (In Russ.)Юрьев С.В. Состояние основания бетонной плотины по данным натурных наблюдений в суровых климатических условиях // Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ: сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. СПб., 2013. С. 312-318.Lisichkin S.E., Rubin O.D., Yuriev S.V. Status control of the near-contact zone of the base of a concrete dam on the basis of the field observation data. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2019;(4):74-81. (In Russ.)Лисичкин С.Е., Рубин О.Д., Юрьев С.В. Контроль состояния приконтактной зоны основания бетонной плотины на основе данных натурных наблюдений // Известия вузов. Строительство. 2019. № 4 (724). С. 74-81.Wang Sh., Gu Ch., Bao T. Safety Monitoring Index of high concrete gravity dam based on failure mechanism of instability. Mathematical Problems in Engineering. 2013. Article 732325. https://doi.org/10.1155/2013/732325Pekhtin V.A., Volinchikov A.N., Mgalobelov Yu.B., Yuriev S.V. Estimation of concrete and rock-fill dam’s reliability of Boguchany HPP before first reservoir impoundment. 25th Congress ICOLD. Stavanger; 2015. p. 265-267.Пехтин В.А., Волынчиков А.Н., Мгалобелов Ю.Б., Юрьев С.В. Оценка надежности бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС перед первым наполнением водохранилища до проектной отметки // 25-й Конгресс по большим плотинам. Ставангер, 2015. С. 265-267.Renaud S., Saichi T., Bouaanani N. Roughness Effects on the Shear strength of concrete and rock joints in dams based on experimental data. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019;52:3867-3888.Pereira R., Lopes Batista A., Neves L.C., Lemos J.V. Deduction of ultimate equilibrium limit states for concrete gravity dams keyed into rock mass foundations based on large displacement analysis. Structures. 2022;38:1180-1190.Chen S., Gu C., Lin C. Multi-kernel optimized relevance vector machine for probabilistic prediction of concrete dam displacement. Engineering with Computers. 2021;37:1943-1959.Li W., Wu W., Zhang J. Numerical stability analysis of the dam foundation under complex geological conditions at great depth: a case study of Kala Hydropower Station, China. Frontiers in Physics. 2000;9:808840. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.808840Dong W., Song S., Zhang B., Yang D. SIF-based fracture criterion of rock-concrete interface and its application to the prediction of cracking paths in gravity dam. Engineering Fracture Mechanics. 2019;221:106686. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2019.106686Bista D., Sas G., Johansson F., Lia L. Roughness influence of location of large-scale asperity on shear strength of concrete-rock interface under eccentric load. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020;12(3):449-460.Sowab D., Carbajal C., Breulc P., Peyras L., Rivard P., Bacconnet C., Ballivy G. Modeling the spatial variability of the shear strength of discontinuities of rock masses: application to a dam rock mass. Engineering Geology. 2017;220:133-143. https://doi.org/10.1016/J.ENGGEO.2017.01.023Coubard G., Deveze G., Vergniault C., Zammout G., Laugier F., Peyras L., Carvajal C., Bost M., Rajot J., Rivard P., Ballivy G., Sow D., Rullière A., Breul P., Bacconnet C., Quirion M. Best estimation of mechanical properties at the concrete-to-rock interface and at the discontinuities of rock foundations for gravity dams. 26th International Congress on Large Dams, 4-6 July 2018, Vienna, Austria. Vienna; 2018. Article 4597. https://doi.org/10.1201/9780429465086-148Saichi T., Renaud S., Bouaanani N. Progressive Approach to account for large-scale roughness of concrete - rock interface in practical stability analyses for dam safety evaluation. International Journal of Geomechanics. 2022;22(8). https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0002468Farinha M.L.B., Azevedo N.M., Candeias M. Small displacement coupled analysis of concrete gravity dam foundations: static and dynamic conditions. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2017;50:439-464. https://doi.org/10.3390/geotechnics2010006Farinha M.L.B., Azevedo N.M., Leitão N.A., Rocha de Almeida J., Oliveira S. Sliding stability assessment of concrete dams using a 3D discontinuum hydromechanical model following a discrete crack approach. Geotechnics. 2022;2(1):133-157. https://doi.org/10.3390/geotechnics2010006