Поскольку гидростатическое давление воды при заполнении водохранилища является расчётной нагрузкой и должно учитываться при проектировании сооружения, очевидно, что отказы в этих случаях являются следствием недостаточной сопротивляемости системы «сооружение», в том числе его подсистемы «основание».
В таблице 1.4.7. дан перечень 18 разрушившихся бетонных плотин с выделением причин их аварий по многофакторной модели.
Таблица 1.4.7. | ||||
Причины разрушения бетонных плотин на скальном основании | ||||
№№ пп |
Название плотины, страна |
Тип*; высота плотины, м |
Причины разрушения | |
внешние воздействия |
сопротивляемость | |||
1 |
Аустин, США |
Г; 18,3 |
Паводок |
Сдвиг |
2 |
Байлес, США |
Г; 15,2 |
Наполнение водохранилища |
Сдвиг, фильтрация |
3 |
Бузи, Франция |
Г; 22 |
Наполнение водохранилища |
Сдвиг, противодавление |
4 |
Зербино, Италия |
Г; 16,5 |
Паводок |
Размыв основания |
5 |
Каньон дель Пато, Перу |
Г; 20 |
Землетрясение |
-- |
6 |
Коморо, Япония |
Г; 16 |
Наполнение водохранилища |
Фильтрация |
7 |
Ламер, США |
А; 19 |
Паводок |
Фильтрация |
8 |
Мальпассе, Франция |
А; 66,5 |
Наполнение водохранилища |
Противодавление, сдвиг |
9 |
Мое Ривер, США |
А; 16 |
Паводок |
Размыв примыкания |
10 |
Понтеба, Алжир |
Г; 10 |
Землетрясение |
Сдвиг |
11 |
Рутта, Италия |
А; 15 |
Наполнение водохранилища |
Фильтрация |
12 |
Свитуотер, США |
Г; 39 |
Паводок |
Размыв примыкания |
13 |
Стони, США |
К; 16 |
Наполнение водохранилища |
Размыв, фильтрация |
14 |
Сен Френсис, США |
Г; 62,5 |
Наполнение водохранилища |
Деформационная неоднородность, фильтрация |
15 |
Тигра, Индия |
Г; 27,5 |
Паводок |
Сдвиг |
16 |
Хиригуэра, Испания |
Г; 42 |
-- |
Сдвиг |
17 |
Хиронаи, Япония |
Г; 14 |
Наполнение водохранилища |
Размыв в нижне бьефе |
18 |
Эль Хабра, Алжир |
Г; 34 |
Паводок |
Размыв основания |
* Г - гравитационная; А - арочная; К - контрфорсная. |
Ниже рассмотрены аварии плотин с катастрофическими последствиями, связанные с недооценкой отдельных факторов.
Гравитационная плотина Сан-Френсис в Калифорнии, США, высотой 62,5 м, длиной по гребню 186 м, объёмом водохранилища 46 млн. м3 была построена в период, когда оценке свойств основания уделялось мало значения. Основание плотины было сложным по строению и свойствам: на левом берегу и русловой части каньона залегали сланцы с прочностью на сжатие 25-77 МПа (исследования пород основания были проведены только после аварии), правобережное примыкание представлено конгломератами с включениями гипса, прочными в сухом состоянии (прочность на сжатие составила 4,2-13,2 МПа). После замачивания прочность образцов снизилась до 1,5-3,8 МПа, а два образца распались. Причиной низкой прочности водонасыщенных конгломератов послужил гипс. Контакт обоих типов пород в основании плотины был представлен разломом, являвшимся оперением известного калифорнийского разлома Сан-Андреас. Активность разлома при строительстве отмечена не была.