Введение к работе
Актуальность темы. Речной сток в течение года распределяется неравномерно и для рационального использования водных ресурсов возникает необходимость в его регулировании. С этой целью строятся многочисленные большие и малые водохранилища, объем которых иногда достигает нескольких км3, а высота плотин доходит до трехсот и более метров. Самое большое водохравилище в РА -Ахурянское с объемом 525 млн.м\ а самая высокая плотина - Гехи имеет высоту 90м.
Строительство и эксплуатация таких крупных гидротехнических сооружений существенным образом изменяют геолого-гидрогеологическую и экологи-. ческую обстановку в окрестностях водохранилищ. Резко увеличивается давление на грунты основания от сооружения. Наполнение водохранилищ также приводит к повышению даатения от веса воды, увеличивается скорость фильтрации воды, вследствие чего возникает, опасность суффозии грунтов из тела плотины. Цикличное наполнение водохранилища и сработка уровня воды приводят к уменьшению устойчивости откосов и склонов.
Эксплуатация водохранилищ, как правило, приводит к затоплению прилегающих земель, для защиты которых обычно требуется строительство дорогостоящих дренажных систем.
Чтобы решить вопросы устойчивости откосов и склонов, борьбы с суффозией из тела и основания плотины, подтопления земель и др., в первую очередь необходимо разработать методику прогнозирования фильтрации воды из водохранилища (при его наполнении) и в водохранилище (при его сработке) позволяющую определить поле скоростей и давлений, потери воды из водохранилища, изменение уровня грунтовых вод в любой момент времени в любой точке водоносного пласта и другие вопросы. Настоящая работа посвящена решению проблемы устойчивости откосов и склонов с учетом колебания уровня воды в водохранилище и сейсмического воздействия.
Целью диссертацнопной работы является разработка новых методов прог-нозировагшя фильтрации и уточнение расчетов устойчивости откосов и склонов путем учета нестационарного режима фильтрации. Для достижения указанной цели были разработаны:
метод аналитического прогноза нестационарной фильтрации в полуо1рани-ченной области при изменении уровня воды в водохранилище но произвольному закону,
методы аналитического и численного прогноза нестационарной фильтрации в ограниченной области при граничных условиях первого рода,
методы аналитического и численного прогноза нестационарной фильтрации в ограниченной области при граничных условиях первого и второго родов,
оценка устойчивости откосов и склонов с учетом перемеїшого уровенного режима водохранилища и сейсмического воздействия,
Научная новизна работы заключаемся в разработке:
аналитического метода прогноза нестационарной плоскопарйллельной фильтрации в полубесконечной области,
апалигичесхого метода прогноза нестационарной плоскорадиальной фильтрации в полубесконечной области,
аналитического метода прогноза нестационарной плоскопараллельной фильтрации в ограниченной области при колебаниях уровня воды в водохранилище по произвольному закону,
численных методов решения и составлении программ по прогнозу нестационарной плоскопараллельной фильтрации в ограниченной области при колебаниях уровня воды в водохранилищс но произвольному закону с учетом уклона напорной грани,
методов расчета устойчивости откоса плотины и берегового склона водохранилища с учетом нестационарного фильтрационного режима.
Теопетическая и практическая ценность работы. В работе развиты и обобщены задачи по прогнозированию фильтрации воды из водохранилища с учетом особенности их эксплуатации. На основании анализа режима эксплуатации многочисленных водохранилищ определены закономерности изменения уровен-ного режима воды и предложены методы аппроксимации гидрографа, что позволяет решать ряд новых задач при прогнозированию фильтрации при различных граничных условиях и форм водохранилищ.
Разработанные методы позволяют решить ряд инженерных задач возникающих при проекгировании и эксплуатации водохранилищ и каналов.
Достоверность полученных результатов. Длм решения намеченных задач применялись общеизвестные дифференциальные уравнения фильтрации и методы их решения (метод Фурье, метр, интегральных преобразований и др.). Из полученных решений, как частные случаи, вытекают результаты полученные ранее другими авторами. Точность полученных результатов проверялась также путем сравнения с тестовыми задачами.
Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы были использованы при разработке проекга "Повышение безопасности плотины Карнутского водохранилища".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на семинарах кафедры МгрОиФ ЕрЛСИ, научных конференциях Ереванского архитектурно-строительного института.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 научных статьях.
Объем диссертации. Работа изложена на 136 страницах включая 34 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 104 источников. Она состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и 12 приложений на 34 страницах представляющих тексты компьютерных программ.
Работа выполнена на кафедре "Механика грунтов, основания и фундаменты" Ереванского архитектурно-строіггельного институш (зав.киф. д.т.н., проф.В.С.Сар-кисян), коллективу которой автор выражает свою глубокую признательность за помощь и обсуждение результатов при подготовке настоящей рабогы.