Расширенный поиск
ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПЛОТИНЫ С ДИАФРАГМОЙ: СРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ И ТОКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПО ДАННЫМ МОДЕЛИРОВАНИЯ
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
Журнал: Геофизические исследования
Том: 22
Номер: 4
Год: 2021
Страницы: 43-60
УДК: 550.837.3 + 550.8.08 + 627.8.06
DOI: 10.21455/gr2021.4-3
Показать библиографическую ссылку
Казначеев П.А., Ушаков Д.А., Камшилин А.Н. ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПЛОТИНЫ С ДИАФРАГМОЙ: СРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ И ТОКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПО ДАННЫМ МОДЕЛИРОВАНИЯ // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 4. С. 43-60. DOI: 10.21455/gr2021.4-3
@article{КазначеевЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ2021,
author = "Казначеев, П. А. and Ушаков, Д. А. and Камшилин, А. Н.",
title = "ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПЛОТИНЫ С ДИАФРАГМОЙ: СРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ И ТОКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПО ДАННЫМ МОДЕЛИРОВАНИЯ",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2021,
volume = "22",
number = "4",
pages = "43-60",
doi = "10.21455/gr2021.4-3",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: электрометрия, электротомография, плотины, диафрагма, противофильтрационный элемент, электродные измерения, токовые измерения.
Аннотация: Применение геофизических методов для инженерно-геологического исследования гидротехнических сооружений (прежде всего, плотин и дамб на стадии строительства) важно для определения физико-механических характеристик материалов сооружений. Отклонение характеристик материалов от проектных, их изменение и деградация отдельных элементов могут нарушать устойчивую работу сооружений. Критические нарушения структуры последних могут быть связаны с ненормативными фильтрационными потоками и быть опасными для функционирования и целостности сооружений. Особенно опасны нарушения противофильтрационных элементов.
Электроразведочные (электрометрические) методы геофизики подходят для выявления и отслеживания таких нарушений, если присутствует большой контраст удельных электрических сопротивлений грунтовых частей плотины и противофильтрационных элементов. Это условие выполняется для противофильтрационных элементов из слабопроводящих электрический ток материалов, к которым относятся экраны и диафрагмы. Для диафрагм
исследование геофизическими методами более актуально, чем для экранов, так как первые находятся внутри тела плотины и прямой доступ к ним затруднен.
Для плотины с диафрагмой, сплошность которой нарушена вырезом, была составлена геоэлектрическая модель, определены конфигурации электрометрических установок традиционных электродных (электротомография) и токовых измерений с помощью измери телей тока. Задача заключалась в обнаружении выреза и оценке его размеров. Установка электротомографии размещалась вдоль тела плотины на гребне. Токовая установка из подвижного излучающего электрода и измерителя тока располагалась в воде со стороны верхнего бьефа.
На основе численного моделирования получено распределение электрического поля в модели, данные измерений для установки электротомографии и для токовой установки. Показано, что наблюдаются напрямую связанные с вырезом в диафрагме аномалии, форма, размер и величина которых при электротомографии затрудняют прямую идентификацию выреза, но могут быть калиброваны на анализе множества моделей. При токовых исследованиях выявлено, что форма, величина и размер аномалии явным образом соответствуют вырезу в диафрагме. Определены зависимости измеряемой величины от ширины и положения выреза, позволяющие технологически эффективно идентифицировать наличие выреза и оценить его параметры. При сравнении данных электротомографии и токовых измерений установлено, что методы могут успешно дополнять друг друга.
Список литературы: Казначеев П.А. Разработка и исследование комплекса средств активного геоэлектрического мониторинга с использованием локальных измерителей тока: Дис. ... канд. техн. наук. М.: ИФЗ РАН, 2014. 227 с.
Казначеев П.А., Попов И.Ю., Модин И.Н., Жостков Р.А. Применение независимого конечноэлементного моделирования для оценки влияния простейших форм рельефа на результаты инверсии данных электротомографии (на примере рва треугольного сечения) // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98, No 1. С.21–34.
Макаров Д.В., Модин И.Н. Электрометрические исследования насыпной плотины в зоне вечной мерзлоты: первый этап мониторинга // Инженерные изыскания. 2013. No 10-11. С.116–121.
Модин И.Н., Большаков Д.К., Бомкин С.В., Скобелев А.Д., Баранчук К.И., Ефремов К.Д., Пелевин А.А., Репьев А.С. Построение объемной модели верхней части геологической среды по данным электротомографии для решения инженерно-геологических задач // Geomodel 2015 – 17th science and applied research conference on oil and gas geological exploration and development. Conference Proceedings. 2015. Т. 2015, cp-448-00019. С.1–11. DOI: 10.3997/2214-4609.201412239
Огильви А.А. Основы инженерной геофизики. М.: Недра, 1990. 501 с.
Осика В.И., Кочетков Б.М., Павлов Е.И., Качан И.П. Мониторинг деформационного состояния ответственных и технически сложных объектов // Научное приборостроение. 2017. Т. 27, No 1. С.46–52.
П 72-2000. Рекомендации по проведению визуальных наблюдений и обследований на грунтовых плотинах. СПб.: ВНИИГ, 2000. 72 с.
Рекомендации по статистическим методам анализа однородности пространственно-временных колебаний речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 78 с.
СТО 70238424.27.140.003-2010. Гидротехнические сооружения ГЭС и ГАЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. М.: НП “ИНВЭЛ”, 2010. 218 с.
Телешев В.И., Ватин Н.И., Марчук А.Н., Комаринский М.В. Производство гидротехнических работ. Ч. 1: Общие вопросы строительства. Земляные и бетонные работы. М.: Изд-во АСВ, 2012. 496 с.
Arthur H.G. Teton Dam Failure // The Evaluation of Dam Safety (Engineering Foundation Conference Proceedings, Asilomar, Nov. 28 – Dec. 3, 1976), American Society of Civil Engineers. New York, 1976. P.61–71.
Kamshilin A.N., Kaznacheev P.A. Local current gauge: Instrument for geoelectric measurements // Seismic Instruments. 2018. V. 54, N 5. P.573–578. DOI: 10.3103/S0747923918050079.
Käss W. Tracing Technique in Geohydrology. Boca Raton: CRC, 2018. 602 p.
Loperte A., Soldovieri F., Lapenna V. Monte Cotugno dam monitoring by the electrical resistivity tomography // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2015. V. 8, N 11. P.5346–5351.
Olenchenko V.V., Osipova P.S. Electrical Resistivity Tomography of the Frozen Embankment Dam // Engineering and Mining Geophysics 2020, Sep. 2020, Conference Proceedings. 2020. V. 2020. P.1–8. DOI: 10.3997/2214-4609.202051007
Orman L., Zardari M., Mattson H., Bejelkevik A. Numerical analysis of curved embankment of an upstream tailings dam // The Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2011. V. 16, N 1. P.931–944.
Özdemir A. Defining groundwater resource protection zones in aquifers using stable isotope analysis: a case study from the Namazgah Dam Basin in Turkey // Environ. Earth. Sci. 2019. V. 78, N 509. P.1–18. DOI: 10.1007/s12665-019-8514-7
Smalley I. The Teton Dam: rhyolite foundation + loess core = disaster // Geology Today. 1992. N 8. P.19–22. DOI: 10.1111/j.1365-2451.1992.tb00347.x
Wodajo L.T., Hickey C.J., Brackett T.C. Application of Seismic Refraction and Electrical Resistivity Cross-Plot Analysis: A Case Study at Francis Levee Site // Levees and Dams: Advances in Geophysical Monitoring and Characterization cover / Eds. J. Lorenzo, W. Doll. Cham: Springer, 2019. P.23–40.
Zanbak C. Failure mechanism and kinematics of Ajka tailings pond incident 4th October 2010 // Turkish Chemical Manufacturers Association Seminar, Istanbul, Turkey 2010. URL: http://www.wiseuranium.org/mdafko.html
Zhong Q., Chen S., Deng Z. A simplified physically-based model for core dam overtopping breach //Engineering Failure Analysis. 2018. V. 90. P.141–155. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2018.03.032
Казначеев П.А., Попов И.Ю., Модин И.Н., Жостков Р.А. Применение независимого конечноэлементного моделирования для оценки влияния простейших форм рельефа на результаты инверсии данных электротомографии (на примере рва треугольного сечения) // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98, No 1. С.21–34.
Макаров Д.В., Модин И.Н. Электрометрические исследования насыпной плотины в зоне вечной мерзлоты: первый этап мониторинга // Инженерные изыскания. 2013. No 10-11. С.116–121.
Модин И.Н., Большаков Д.К., Бомкин С.В., Скобелев А.Д., Баранчук К.И., Ефремов К.Д., Пелевин А.А., Репьев А.С. Построение объемной модели верхней части геологической среды по данным электротомографии для решения инженерно-геологических задач // Geomodel 2015 – 17th science and applied research conference on oil and gas geological exploration and development. Conference Proceedings. 2015. Т. 2015, cp-448-00019. С.1–11. DOI: 10.3997/2214-4609.201412239
Огильви А.А. Основы инженерной геофизики. М.: Недра, 1990. 501 с.
Осика В.И., Кочетков Б.М., Павлов Е.И., Качан И.П. Мониторинг деформационного состояния ответственных и технически сложных объектов // Научное приборостроение. 2017. Т. 27, No 1. С.46–52.
П 72-2000. Рекомендации по проведению визуальных наблюдений и обследований на грунтовых плотинах. СПб.: ВНИИГ, 2000. 72 с.
Рекомендации по статистическим методам анализа однородности пространственно-временных колебаний речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 78 с.
СТО 70238424.27.140.003-2010. Гидротехнические сооружения ГЭС и ГАЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. М.: НП “ИНВЭЛ”, 2010. 218 с.
Телешев В.И., Ватин Н.И., Марчук А.Н., Комаринский М.В. Производство гидротехнических работ. Ч. 1: Общие вопросы строительства. Земляные и бетонные работы. М.: Изд-во АСВ, 2012. 496 с.
Arthur H.G. Teton Dam Failure // The Evaluation of Dam Safety (Engineering Foundation Conference Proceedings, Asilomar, Nov. 28 – Dec. 3, 1976), American Society of Civil Engineers. New York, 1976. P.61–71.
Kamshilin A.N., Kaznacheev P.A. Local current gauge: Instrument for geoelectric measurements // Seismic Instruments. 2018. V. 54, N 5. P.573–578. DOI: 10.3103/S0747923918050079.
Käss W. Tracing Technique in Geohydrology. Boca Raton: CRC, 2018. 602 p.
Loperte A., Soldovieri F., Lapenna V. Monte Cotugno dam monitoring by the electrical resistivity tomography // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2015. V. 8, N 11. P.5346–5351.
Olenchenko V.V., Osipova P.S. Electrical Resistivity Tomography of the Frozen Embankment Dam // Engineering and Mining Geophysics 2020, Sep. 2020, Conference Proceedings. 2020. V. 2020. P.1–8. DOI: 10.3997/2214-4609.202051007
Orman L., Zardari M., Mattson H., Bejelkevik A. Numerical analysis of curved embankment of an upstream tailings dam // The Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2011. V. 16, N 1. P.931–944.
Özdemir A. Defining groundwater resource protection zones in aquifers using stable isotope analysis: a case study from the Namazgah Dam Basin in Turkey // Environ. Earth. Sci. 2019. V. 78, N 509. P.1–18. DOI: 10.1007/s12665-019-8514-7
Smalley I. The Teton Dam: rhyolite foundation + loess core = disaster // Geology Today. 1992. N 8. P.19–22. DOI: 10.1111/j.1365-2451.1992.tb00347.x
Wodajo L.T., Hickey C.J., Brackett T.C. Application of Seismic Refraction and Electrical Resistivity Cross-Plot Analysis: A Case Study at Francis Levee Site // Levees and Dams: Advances in Geophysical Monitoring and Characterization cover / Eds. J. Lorenzo, W. Doll. Cham: Springer, 2019. P.23–40.
Zanbak C. Failure mechanism and kinematics of Ajka tailings pond incident 4th October 2010 // Turkish Chemical Manufacturers Association Seminar, Istanbul, Turkey 2010. URL: http://www.wiseuranium.org/mdafko.html
Zhong Q., Chen S., Deng Z. A simplified physically-based model for core dam overtopping breach //Engineering Failure Analysis. 2018. V. 90. P.141–155. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2018.03.032
