Диссертация (Разработка и обоснование метода выравнивания гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномерным осадкам), страница 2

Целью работы является разработка и обоснованиеметода выравнивания гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномерным осадкам(включая оценку состояния после неравномерной осадки, стабилизацию положения сооружения,выравнивание сооружения и усиление его железобетонных конструкций) (на примере зданияЗагорской ГАЭС-2).В соответствии с поставленной целью были сформулированы и решены следующиезадачи:- анализ отечественной и зарубежной практики выравнивания положения сооружений (втом числе гидросооружений) методом компенсационного нагнетания;- анализ отечественной и зарубежной практики усиления железобетонных конструкций (втом числе гидросооружений) внешним армированием на основе композиционных материалов;- проведение экспериментальных работ по определению фактических значенийнапряжений в железобетонных конструкциях здания Загорской ГАЭС-2 методом «разгрузкиарматуры»;- анализ данных комплексных исследований состояния здания Загорской ГАЭС-2,подвергшегося неравномерным осадкам, в т.

ч. численных исследований на основепространственной конечно-элементной модели для определения фактического состояния посленеравномерной осадки, для периода стабилизации его положения и для периода еговыравнивания;6- разработка и экспериментальное обоснование метода стабилизации положенияжелезобетонных гидротехнических сооружений после их неравномерной осадки;- разработка технических решений и рекомендаций по стабилизации положения зданияЗагорской ГАЭС-2;- проведение крупномасштабных экспериментальных исследований по определениюфактического состояния системы «основание-железобетонное сооружение» при выполненииработ по подъему сооружения методом компенсационного нагнетания;- -разработка и обоснование метода выравнивания гидротехнических сооружений,подвергшихся неравномерным осадкам, на основе компенсационного нагнетания;- разработка технических решений по выравниванию положения здания Загорской ГАЭС2 после его неравномерной осадки;- разработка и обоснование технических решений по усилению железобетонныхконструкций здания Загорской ГАЭС-2 внешним армированием на основе углеродного волокна;Научная новизна диссертацииНаучная новизна исследования состоит в получении следующих результатов:- результатов анализа данных натурных наблюдений за состоянием железобетонногоздания Загорской ГАЭС-2;- результатов анализа данных натурных исследований состояния железобетонного зданияЗагорской ГАЭС-2, в том числе результатов экспериментальных работ по определениюфактических значений напряжений в железобетонных конструкциях здания Загорской ГАЭС-2методом «разгрузки арматуры»;- разработанной методики стабилизации положения железобетонного гидротехническогосооружения после неравномерной осадки;- разработанных технических решений по стабилизации положения здания ЗагорскойГАЭС-2 после его неравномерной осадки;-результатовэкспериментальныхисследованийстабилизацииположенияжелезобетонного здания Загорской ГАЭС-2 после неравномерной осадки на основекрупномасштабной модели;- разработанных технических решений по выравниванию положения здания ЗагорскойГАЭС-2 после его неравномерной осадки;- результатов крупномасштабных экспериментальных исследований по определениюфактическихусловийработысистемы«основание-железобетонноесооружение»привыполнении мероприятий по подъему сооружения на значительные величины методомкомпенсационного нагнетания;7- результатов расчетного определения параметров управляемого компенсационногонагнетания при выравнивании железобетонного здания Загорской ГАЭС-2;- разработанной пространственной конечно-элементной модели здания Загорской ГАЭС2 совместно с основанием;- результатов расчетных исследований напряженно-деформированного состояния зданияЗагорской ГАЭС-2 на основе пространственной конечно-элементной модели при определениифактического состояния после неравномерной осадки, для периода стабилизации его положенияи для периода его выравнивания;- разработанных технических решений по усилению железобетонных конструкций зданияЗагорской ГАЭС-2, подвергшегося неравномерным осадкам, внешним армированием на основеуглеродного волокна;- разработанного и обоснованного метода выравнивания гидротехнических сооружений,подвергшихся неравномерным осадкам;Методология и методы исследования.

Исследования напряженно-деформированногосостояния конструктивных элементов гидротехнических сооружений (в том числе, усиленныхсистемами внешнего армирования) выполнялись численными методами на основе конечноэлементных моделей, а также в ходе специализированных экспериментальных работ поопределению фактических значений напряженно-деформированного состояния железобетонныхконструкций ГТС методом «разгрузки арматуры». Выполнялось сопоставление результатов,полученных на основе аналитических и численных расчетов с фактическими результатами,полученными в ходе экспериментальных работ.Исследования напряженно-деформированного состояния оснований гидротехническихсооружений, а также исследования изменения их пространственного положения за счетуправляемого компенсационного нагнетания выполнялись как численными методами на основеконечно-элементных моделей, так и в ходе специализированных экспериментальных работ пофактическим условиям системы «основание-бетонное сооружение» при выполнении работ поподъему модели сооружения на значительные величины.

Выполнялось сопоставлениерезультатов, полученных на основе аналитических и численных расчетов с фактическимирезультатами, полученными в ходе экспериментальных работ.Личный вклад автора состоит в постановке задач исследований; в непосредственномучастии в проведении научных как теоретических, так и экспериментальных исследований ианализе полученных результатов при решении поставленных задач; в формулировании выводови рекомендаций по диссертации.8Теоретическая и практическая значимость работы.

Диссертационная работа содержитбольшой экспериментальный материал, который представляет значительную теоретическую ипрактическую ценность.Результаты исследований позволяют определять фактические условия выполнения работповосстановлениюгидротехническихжелезобетонныхсооружений,подвергшихсянеравномерным осадкам с учетом как восстановления их пространственного положения, так ивосстановления несущей способности их конструктивных элементов.Разработанные практические рекомендации по восстановлению безопасной эксплуатациижелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномернымосадкам, позволяют разработать технические решения по стабилизации положения сооружений;по последующему их выравниванию на основе метода компенсационного нагнетания; повосстановлению безопасной эксплуатации.Усовершенствованнаяметодикачисленногомоделированияжелезобетонныхгидротехнических сооружений на основе пространственных конечно-элементных моделейпозволяет определять фактическое напряженно-деформированное состояние железобетонныхГТС при их неравномерной осадке; в период стабилизации их положения; в период ихвыравнивания путем компенсационного нагнетания.Результаты исследований рекомендуется использовать для оценки надежности ГТС,располагаемых на мягких грунтах, а также усовершенствования методик выравнивания,используемых в гидротехническом и промышленно-гражданском строительстве.

Применениесистем внешнего армирования может служить современной альтернативой применениятрадиционных подходов к усилению железобетонных конструкций, что способствуетповышению результативности восстановления гидротехнических сооружений, подвергшихсянеравномерным осадкам.Положения, выносимые на защиту:- результаты анализа данных натурных наблюдений за состоянием железобетонногоздания Загорской ГАЭС-2;- результаты анализа данных натурных исследований состояния железобетонного зданияЗагорской ГАЭС-2, в том числе, результаты экспериментальных работ по определениюфактических значений напряжений в железобетонных конструкциях здания Загорской ГАЭС-2методом «разгрузки арматуры»;- разработанная методика стабилизации положения железобетонного гидротехническогосооружения после неравномерной осадки;- разработанные технические решения по стабилизации положения здания ЗагорскойГАЭС-2 после его неравномерной осадки;9-результатыэкспериментальныхисследованийстабилизацииположенияжелезобетонного здания Загорской ГАЭС-2 после неравномерной осадки на основекрупномасштабной модели;- разработанные технические решения по выравниванию положения здания ЗагорскойГАЭС-2 после его неравномерной осадки;- результаты крупномасштабных экспериментальных исследований по определениюфактических условий системы «основание-железобетонное сооружение» при выполнении работпо подъему сооружения на значительные величины методом компенсационного нагнетания;- результаты расчетного определения параметров управляемого компенсационногонагнетания при выравнивании железобетонного здания Загорской ГАЭС-2;- анализ результатов расчетных исследований напряженно-деформированного состоянияздания Загорской ГАЭС-2 на основе пространственной конечно-элементной модели для периодастабилизации его положения и для периода его выравнивания;- разработанный и обоснованный метод выравнивания гидротехнических сооружений,подвергшихся неравномерным осадкам;- разработанные технические решения по усилению железобетонных конструкций зданияЗагорской ГАЭС-2, подвергшегося неравномерным осадкам, внешним армированием на основеуглеродного волокна.Степень достоверности и апробация результатов исследованийРезультаты исследований основаны на экспериментальных данных, полученных путемприменения методик, разработанных для проведения естественных исследований.Достоверность основных положений и выводов работы подтверждается применениемпроверенных вычислительных программных комплексов; применением проверенных методикэкспериментальных исследований при моделировании стабилизации положения сооружения иего выравнивания; сопоставлением результатов численных исследований и экспериментальныхисследований; сопоставлением результатов расчетов с натурными данными.Апробация работы.Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались иобсуждались на международных научно-практических конференциях ВНИИГ им.