Анализ устойчивости откосов и разжижения грунта зональных грунтовых плотин с использованием численного моделирования

Проектирование плотин требует проведения комплексных исследований для обеспечения безопасности и технико-экономической реализуемости этих важных инженерных сооружений, поскольку любой возможный отказ может привести к значительным человеческим жертвам и материальному ущербу. В частности, необходимо оценивать фильтрацию, устойчивость откосов и разжижение грунта в крупных грунтовых плотинах. В настоящем исследовании для анализа фильтрации, устойчивости откосов и разжижения грунта в плотине Махуль, представляющей собой крупную зональную плотину, строящуюся на реке Тигр в северной части Ирака, применялось численное моделирование на основе метода конечных элементов. Сейсмические воздействия создают дополнительные гистерезисные и кратковременные нагрузки, которые могут привести к разрушению плотины вследствие высокого порового давления воды, внутренней суффозии и разжижения грунта. Поэтому динамическая устойчивость плотины и возможность разжижения грунта также оценивались при воздействии землетрясения. В статическом состоянии плотина была устойчива к внутренней эрозии и разрушению откосов, поскольку рассчитанный коэффициент запаса устойчивости превышал допустимое значение. Однако результаты динамического анализа показали, что возможное землетрясение с ускорением 0,38g и продолжительностью 10 секунд может привести к разрушению верхового откоса, относительному смещению до 2 метров на гребне плотины и разжижению грунта в верховом откосе. Как отмечается в исследовании, для снижения воздействия землетрясений на плотину можно рассмотреть изменение ее конструкции или армирование геотекстилем.