Воробьева Д.Б.   Золотухин Е.П.   Кузьменко А.П.  

Определение динамических характеристик гравитационной плотины ГЭС по данным сейсмометрического мониторинга и с помощью расчетной конечно-элементной модели

Докладчик: Воробьева Д.Б.

Оценка технического состояния плотин гидроэлектростанций (ГЭС) является достаточно сложной и многокритериальной задачей не только с технической, но и с организационной стороны. Одними из важных показателей, по которым необходимо диагностировать состояние гидротехнических сооружений (ГТС) как нормальное, потенциально опасное или предаварийное, являются параметры динамической реакции сооружений во время возможного сейсмического события техногенного или естественного происхождения, как мощного импульсного воздействия на плотину.
В работе предложен подход дополнительного контроля технического состояния плотин ГЭС на основе анализа изменения их динамических характеристик, полученных с помощью автоматизированной системы регистрации землетрясений и мониторинга по микросейсмическим колебаниям сооружения, запущенной в опытную эксплуатацию на Красноярской ГЭС в 2010г., и представлены результаты работы системы.
Впервые получены графики изменения первых четырех собственных частот колебаний плотины за 2 года. Приведены методы определения динамических характеристик колебаний по множеству регистрационных записей, получаемых в процессе эксплуатации периодически в ограниченном количестве точек наблюдения. По результатам обработки данных сейсмометрического мониторинга получены статистические модели временного ряда динамических характеристик с учетом сезонных изменений работы сооружения - зависимости собственных частот колебаний плотины от уровня верхнего бьефа и температуры окружающей среды.
Для анализа динамического поведения и подтверждения полученных зависимостей собственных частот от факторов сезонного изменения работы сооружения в работе предложена трехмерная расчетная конечно-элементная модель системы «плотина-основание-водохранилище». Расчеты собственных частот выполнялись с учетом и без учета взаимодействия плотины с основанием для различных уровней верхнего бьефа с учетом добавочной массы воды. Результаты модального анализа приведены в сравнении с полученными зависимостями экспериментальных данных.