10694
.pdf
111
устройство трубчатого дренажа с покрытием низового откоса двухметровым слоем песка, играющего роль наслонного фильтра.
Рис. 1. План-схема расположения Загорской ГАЭС.
В состав сооружений станционного узла входят: водоприѐмник, напорный трубопровод и здание станции.
Водоприѐмник является головным сооружением напорных трубопроводов.
Напорный трубопровод состоит из 6 ниток высоконапорных железобетонных труб с внутренним диаметром 7,5 м, которые укладываются на буронабивные железобетонные сваи диаметром 1200 мм и глубиной до 25 метров. Общая длина трубопровода 662,0 м, уклон от 2° в районе водоприемника до 15° вблизи ГАЭС.
Возможность сосредоточенных выходов напорных вод в откосах котлована при его разработке на этом участке может привести к снижению устойчивости откосов и к их оплыванию благодаря развитию суффозии, а также к оползанию небольших блоков морены, залегающей на водоносных песках.
112
Здание станции располагается в пойменной части долины р. Куньи. Правый борт долины на участке котлована здания ГЭС и отводящего канала характеризуются наличием здесь дислоцированных тел морены и парамоновских глин. При строительстве и эксплуатации здесь могут оживляться оползневые процессы. В связи с этим в проекте было предусмотрено создание на период строительство системы многоярусного водопонижения, состоящего из эжекторно-вакуумных установок, водопонизительных скважин и иглофильтровых установок.
Нижний бассейн (водохранилище) располагается в устьевой части долины р.Куньи. При отметке НПУ 162,5 бассейн будет иметь вытянутую форму с извилистой береговой линией и многочисленными заливами по ручьям и оврагам, впадающим в долину реки. Длина бассейна (с севера на юг) около 8 км, ширина переменная от 0,1 до 0,9 км. Глубина бассейна при НПУ 162,5 в пределах от 2-3 м (в хвостовой части) до 20 м (в нижней, приплотинной части).
Условия работы ГАЭС определяют сложный режим работы нижнего водохранилища – ежесуточную резкую (в течение 6 часов) сработку от горизонта НПУ 162,5 м до уровня мертвого объема 152,0 м и еще более быстрый (в течение 4 часов) подъем уровня воды.
Резкие колебания уровня воды в водохранилище в условиях сложного геологического строения и наличия оползней могут в значительной степени повлиять на степень устойчивости склонов.
При быстрых изменениях уровня воды в водохранилище кроме оживления оползневых процессов может происходить оплывание глинистого чехла, прикрывающего склоны и суффозионный вынос песков на участках, где берега водохранилища в пределах колебания горизонтов сложены песчаными отложениями. Особенно вероятна суффозия на контактах песков и глин. Указанные выше процессы, наряду с оползнями, могут приводить к нарушению устойчивости естественных склонов.
Для района Загорской ГАЭС характерны сложные геологические и гидрогеологические условия. Гидрогеологические условия характеризуются наличием двух водоносных горизонтов в песчаных отложениях, разделяемых водонепроницаемыми толщами глинистых грунтов. Наличие в кровле парамоновских глин обусловливает напорный характер водоносного горизонта, пьезометрический уровень которого имеет абс. отметки порядка 170 м и величину напора до 30 м.
При оценке напряженно-деформированного состояния склона необходимо учитывать наличие у подножий коренных склонов погребѐнных смещѐнных блоков парамоновских глин, которые частично перекрывают сечение водоносного пласта и затрудняют дренирование потока. Возможно, однако, что через отдельные «окна» между этими телами происходит частичная разгрузка горизонта в подморенные пески.
113
Рис. 2. Привязка Загорской ГАЭС к инженерно-геологическому разрезу.
114
Особенностью динамики развития оползневых деформаций склона является цикличность, обусловленная развитием деформаций ползучести под воздействием естественного гравитационного поля напряжений и циклически меняющихся во времени дополнительных напряжений, вызванных изменением напоров в водоносных горизонтах, обусловленным режимом заполнения-сработки водохранилищ и интенсивностью выпадения атмосферных осадков. Действие этих факторов проявляется во влиянии переменного порового давления на развитие деформаций ползучести в пластах водонасыщенных глинистых грунтов. Механизм развития этого процесса иллюстрируется схемой, представленной на рис.3.
Рассмотрим напряженное состояние некоторой точки М1 пласта водонасыщенного глинистого грунта, находящейся в зоне действия переменного порового давления. Увеличение порового давления на величину «u» вызывает снижение эффективных сжимающих напряжений в скелете грунта (точка М 2 ) на величину «Δσ». Это способствует увеличению скорости развития деформаций ползучести в допредельном
|
|
|
|
|
напряженном состоянии |
(точка М 2 ). |
Дальнейшее увеличение порового |
||
давления (точка М 3 ) |
приводит к |
вязко-пластическому течению в |
||
запредельном состоянии (точка М 3 ), в котором, по истечении некоторого времени, происходит разрушение грунта. При суточном (или сезонном) колебании порового давления в допредельном состоянии (в диапазоне М1 - М 2 ) происходит постепенное накопление горизонтальных деформаций ползучести. Последнее обстоятельство необходимо учитывать в расчетах напряженно-деформированного состояния склона.
Рис. 3. Влияние переменного порового давления на напряжѐнно-деформированное состояние наклонного пласта водонасыщенного глинистого грунта в точке «М»
115
УДК 624.953
Е.Б. Федотова
Результаты натурных обследований резервуаров с повреждениями в виде отклонений образующих стенок от вертикали
Стальные вертикальные цилиндрические резервуары относятся к категории особо ответственных сооружений. В последнее время существенно увеличился объем ремонта, реконструкции, а также строительства новых резервуарных емкостей. Это предопределило резкое увеличение объема технического диагностирования резервуаров с привлечением новых технических средств и методик.
В 2002–2010 годах Центром экспертизы зданий и сооружений «Промбезопасность» Нижегородского государственного архитектурностроительного университета (ННГАСУ) были проведены обследования резервуаров на нефтебазах, располагающихся на территории Нижегородской области. Осмотру подверглись 37 вертикальных сварных цилиндрических резервуаров объѐмом от 100 м³ до 5000 м³. Исследования проводились в основном на пустых резервуарах. Техническое диагностирование проводилось в соответствии с требованиями действующих на тот момент нормативно-технических документов [4, 5]. Предельные отклонения принимались в соответствии с [4] увеличенными в два раза, так как срок эксплуатации всех обследованных резервуаров превышает 20 лет.
Для экспериментального исследования геометрической формы резервуаров использовался теодолит Vega TEO-5. Геодезический контроль вертикальности образующих резервуара состоял из 3-х основных этапов:
-выбор направления и подготовка теодолитных ходов;
-инструментальная съемка горизонтальных углов;
-лабораторная обработка результатов инструментальной съемки. По результатам обследований 55 % вертикальных стальных
резервуаров требуют исправления несовершенств геометрической формы стенки и днища, величины которых превышают регламентированные нормативной документацией значения.
Соответствующая диаграмма распределения резервуаров в зависимости от объемов приведена на рис. 2.
Одной из причин, вызывающих отклонения от правильной геометрической формы ВЦР являются производственные погрешности процесса изготовления резервуаров. В процессе эксплуатации изменение геометрической формы корпуса чаще всего происходит из-за неравномерной осадки, под действием вакуума, вибраций, а также некачественной подготовки фундамента (основания) [3].
116
Рис. 1. Схема теодолитных ходов и пример отклонения стенки резервуара от вертикали
Рис. 2. Распределение соответствующих и не соответствующих требованиям норм резервуаров в зависимости от объѐмов
Для всех резервуаров были построены планы (рис. 3) отклонений образующих резервуаров от вертикали. По [2] основными видами искажений формы являются: наклон оси резервуаров, овальность поперечного сечения, конусность корпуса. Диаграмма распределения видов искажений формы стенки резервуара представлена на рис. 2, чаще всего происходит «наклон оси».
117
Рис. 3. Формы отклонения стенки резервуара в плане
Рис. 4. Диаграмма распределения видов искажений формы
Для изучения характера отклонений образующих стенки от правильной геометрической формы с помощью статистической обработки данных для резервуаров объѐмом 1000 м³ были построены обобщенные кривые распределения погрешностей формы (рис. 5). Методика построения кривых распределения описана в [2]. В результате анализа, проведенного в работе [2] и данных, полученных в ходе обработки натурных обследований Центра «Промбезопасность», сделаны следующие выводы:
-отклонения образующих от вертикали по высоте резервуара изменяются чаще всего по закону параболы или прямой;
-отклонения наружу резервуара преобладают над отклонениями внутрь как по величине, так и по количеству случаев.
Исследований напряженно деформированного состояния резервуаров с учетом отклонений образующих от вертикали немного.
118
В нормах [4] указаны допускаемые величины предельных отклонений, но не рассматривается их влияние на расчеты прочности и устойчивости стенок резервуаров.
В стандарте организации [1] отмечается, что равномерный наклон резервуара, в какую либо сторону вызывает увеличение уровня жидкости в сторону наклона и, следовательно, увеличение кольцевых напряжений в оболочке резервуара. Однако, как показывают расчеты, для резервуара объѐмом 1000 м3 увеличение высоты налива, при максимальном отклонении верха стенки в соответствии с [4] 140 мм, составляет 60 мм, что приводит к незначительному увеличению кольцевых напряжений
(0,5%).
Рис. 5. Обобщенные кривые распределения погрешностей формы
Выводы:
- анализ результатов натурных обследований 37 резервуаров в Нижегородской области показал, что большинство из них имеют
119
фактические отклонения образующих от вертикали, превышающие предельно допустимые по нормам;
-наиболее распространенный вид искажения – наклон оси резервуара; отклонения образующих от вертикали чаще всего изменяются по линейному или квадратичному закону;
-вопрос влияния отклонений образующих стенок вертикальных цилиндрических резервуаров на их напряженно-деформированное состояние недостаточно освещен в нормативно-технической литературе.
Литература
1.СТО 0030-2004. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Правила технического диагностирования, ремонта и реконструкции.:[Электронный ресурс] принят на научно-техническом совете ЦНИИПСК им. Мельникова от 18.12.2003 г.
2.Писанко, Н.М. Комплексное решение вопроса о допусках при изготовлении сварных вертикальных цилиндрических резервуаров / Н.М. Писанко // Стальные конструкции: сб. тр. – М.: Гос. изд-во лит-ры по стр-ву, арх-ре и строит. материалам, 1962. – Вып. 18. – С. 57-82.
3.Пимнев, А. Л. Разработка методики оценки несовершенств геометрической формы резервуаров при техническом диагностировании: автореферат дис. канд. техн. наук. / А.Л. Пимнев – Тюмень. – 2006.
4.РД08-95-95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов: [Электронный ресурс] утв. Госгортехнадзором России Постановлением № 38 от 25 июля 1995 года. – Режим доступа: Стройконсультант.
5.ИТН-93.Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: [Электронный ресурс] утв. заместителем руководителя департамента нефтепереработки 16.12.1993. – Режим доступа: Стройконсультант.
УДК 728+574
Г.Э. Хандразян
Экологические аспекты проектирования архитектурных сооружений пирамидальной формы
Пирамидальные формы использовались в архитектуре разных стран с незапамятных времен. Широко известны пирамиды Древнего Египта, Майя, Китая, Шумер, ступенчатые пирамиды (зиккураты) в Месопотамии. Издавна применялись также пирамидальные формы в жилых зданиях: в
120 |
|
крышах зданий (двускатных, вальмовых, полувальмовых, |
шатровых), – и |
в качестве венчающей части зданий. |
|
В настоящее время пирамидальные формы все чаще |
используются |
в архитектуре, являясь акцентными элементами в городской застройке. |
|
Становится больше типов зданий, в которых возможно использование пирамидальных форм. Из недавно построенных пирамид широко известны стеклянные пирамиды в парижском Лувре (рис.1), пирамида Мира в Астане, пирамиды Голода в России и др.
С крышами пирамидальной формы строятся виллы, коттеджи (рис.2), возводятся пирамидальные комплексы для санаториев и курортных зон, разрабатываются проекты экопоселений.
Рис. 1. Пирамида в Лувре. Париж Рис.2 Bilt House в Бельгии
Однако экологические аспекты проектирования таких зданий, среди которых одним из важнейших является аспект влияния формы
пирамидальных конструкций на человека, еще недостаточно изучены. |
|
|||
Люди с давних |
времен |
знают |
об эстетическом |
и |
психофизиологическом |
влиянии |
различных |
архитектурных форм |
и |
сооружений на человека. Это влияние в настоящее время объясняется так называемым «эффектом формы», который заключается в том, что формы материальных тел, образуя геометрию окружающего их пространства, при определѐнной их конфигурации, могут оказывать влияние на физическое состояние вещества и на живые организмы. Считается, что наиболее сильно эффект формы проявляется у пирамидальных конструкций. В различной литературе приводится огромное количество данных о том, что пирамиды могут оказывать специфическое воздействие на различные процессы: физические, химические, биологические. Семена некоторых растений, обработанные в пирамиде, дают значительно больший урожай с лучшей устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям, улучшаются свойства продуктов и напитков, изменяются биологические и физико-химические свойства воды и т.д.
Природа этих явлений до сих пор не изучена. Существуют различные физические гипотезы на этот счет. Представители одного из направлений считают, что природа эффекта формы может быть объяснена излучениями неэлектромагнитной природы с особыми свойствами, принципиально