Исследование эрозии бетонных стен плотины и зоны утечки воды из водохранилища

Исследования выполнены в скважине глубиной 32 м, пробуренной в бетонной стенке дамбы верхнего водохранилища Круонисской гидроаккумуляционной электростанции (Литва) с целью выявления и установления размеров возможной зоны разуплотнения бетона в месте протечки воды из верхнего водохранилища вдоль температурного шва. Изучение свойств бетона методом обращенного ВСП выполнялось при возбуждении упругих колебаний ударами молотка весом 1 кГ  на поверхности бетонного блока плотины по сети параллельных профилей с расстоянием между ними 2м. Шаг пунктов возбуждения по профилям также составлял 2 м. Пьезогидрофонный 16-ти канальный зонд размещался в скважине, заполненной водой и перемещался вверх по стволу на 25 см по мере отработки всех пунктов возбуждения на поверхности. Таким образом шаг между приемными каналами в компилятивных сейсмограммах был равен 25 см.

Схема работ методом непродольного ВСП с поверхности плотины

Схема работ методом акустического просвечивания из смотровой шахты

Изучение свойств бетона методом сейсмоакустического просвечивания выполнялось при возбуждении упругих колебаний ударами молотка весом 1 кГ в смотровой шахте, расположенной параллельно наблюдательной скважине на расстоянии 2,6 м. Пьезогидрофонный 16-ти канальный зонд  размещался в скважине, заполненной водой.

 

Примеры записей непродольного ВСП  и сейсмоакустического просвечивания

На полученных записях непродольного ВСП (слева) и  сейсмоакустического просвечивания из смотровой  шахты на скважину (cghfdf)  хорошо прослеживались первые вступления волн по стальной арматуре стенок со скоростью порядка 5300 м/с, и по бетону — со скоростью 3100-3200 м/c. Центральная частота спектра колебаний в обоих случаях была порядка 1600 Гц. 


Карта толщины  разуплотненного бетона  стен блока плотины в зоне протечки

По годографам  первых вступлений волны по бетону на глубине 28-32 м в стенке  кассетного блока плотины, примыкающей к температурному межблочному шву,  была выявлена зона разуплотнения, в которой скорость распространения продольной волны была ниже 2700 м/с. Толщина этой зоны вблизи стенки составляла более 4,5 м, постепенно уменьшаясь в сторону внутренней поверхности стены кассетного блока.    Эта зона соответствует по глубине интервалу, в котором происходит протечка воды из верхнего водохранилища вдоль деформационного шва, вызывающая процессы выщелачивания и разуплотнения бетонной стенки блока.

 

Объемная реконструкция зоны разуплотненного бетона и полости в зоне протечки

Полученные по достаточно плотной сети профилей сечения скоростей в вертикальных плоскостях были использованы для построения объемного распределения скоростей в блоке плотины и реконструкции пространственного положения зоны разуплотнения бетона и полости в стенке блока, возникшей в результате выщелачивающего действия потока воды.