OCENA STANU OBIEKTÓW HYDROTECHNICZNYCH NA PODSTAWIE WYNIKÓW INTERDYSCYPLINARNYCH PROGRAMÓW BADAŃ I SYMULACJI NUMERYCZNYCH

Obiekty hydrotechniczne pełnią istotną rolę w funkcjonowaniu społeczeństwa i gospodarki krajowej. Oprócz funkcji przeciwpowodziowych, pełnią funkcje retencyjne i rekreacyjne. Często umożliwiają także produkcję energii elektrycznej, tym cenniejszej, że ekologicznie „czystej”. Dbanie o prawidłowy stan techniczny obiektów hydrotechnicznych jest niezmiernie istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa ludności oraz wielu innych aspektów techniczno-ekonomicznych. Należy również wspomnieć, że obowiązek wykonywania regularnych ocen stanu technicznego i przeglądów jest zapisany w polskim prawodawstwie. Stąd tak ważną kwestią jest kompleksowa analiza tego typu konstrukcji pod kątem naprężeń, odkształceń, zjawisk filtracyjnych oraz stateczności. Konieczne jest przy tym uwzględnienie obciążeń oraz współpracy obiektu z podłożem. W artykule zaprezentowano szerokie możliwości zastosowania analiz numerycznych w ocenie stanu technicznego konstrukcji hydrotechnicznych. W pracy skupiono się na nowoczesnych metodach pozyskiwania danych niezbędnych do generacji modeli obliczeniowych, kładąc szczególny nacisk na metody nieniszczące. W artykule omówiono metody geofizyczne oraz możliwość wykorzystania skaningu laserowego. Przedstawiono podstawowe założenia teoretyczne metody elementów skończonych (MES) oraz zaprezentowano sposoby jej implementacji w analizie konstrukcji hydrotechnicznych, zarówno ziemnych jak i betonowych. W pracy zamieszczono kilka wybranych przykładów modeli numerycznych 2D i 3D różnych typów obiektów. Poruszono zagadnienie wpływu warunków brzegowych i parametrów materiałowych na wyniki obliczeń. Zaprezentowano przykładowe wyniki oraz sposób ich interpretacji. Na podstawie wykonanych analiz oraz doświadczeń własnych autorów sformułowano wnioski końcowe.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Barański M., Kłobukowski D., Makowski R., Popielski P., Smoliński B., Szczepański T.: Ocena stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych z wykorzystaniem geofizycznych metod sejsmiki powierzchniowej. Monografia "Współczesne problemy inżynierii środowiska", Prace Naukowe. Inżynieria Środowiska, z. 70, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2015.

[2]  Bartnik E., Kasprzak A., Popielski P.: Wpływ temperatury i obciążenia wodą na przemieszczenia i naprężenia wybranych sekcji zapory betonowej w Rożnowie. Monografia „ Eksploatacja budowli piętrzących-diagnostyka i zapobieganie zagrożeniom”, Winter Jan, Wita Andrzej, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej  Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 2015.

[3]  Makowski R., Popielski P.: Wykorzystanie terenowych badań geofizycznych i modelowania numerycznego do oceny zmodyfikowanych wałów przeciwpowodziowych. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 2013.

[4]  Popielski P., Kowalczyk S., Mieszkowski R., Chadaj M., Krysiak M., Smoliński B.: Ocena stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych z wykorzystaniem metod geofizycznych i modelowania numerycznego. Monografia "Współczesne problemy inżynierii środowiska", Prace Naukowe. Inżynieria Środowiska, z. 70, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2015.

[5]  Popielski P., Smoliński B.: Wpływ geometrii obwałowań przeciwpowodziowych na ich stateczność. Monografia "Eksploatacja budowli piętrzących-diagnostyka i zapobieganie zagrożeniom", Winter Jan, Wita Andrzej, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 2015.

[6]  Popielski P., Zaczek-Peplinska J.: Utilisation of terrestrial laser scanning for verification of geometry of numerical models of hydrotechnical structures using the example of a section of the concrete Besko Dam. Technical Transaction, Y. 110, iss. 1-Ś, Kraków, 2013.

[7]  Popielski P., Zaczek-Peplinska J.: Wykorzystanie modeli numerycznych w eksploatacji budowli piętrzących. Gospodarka Wodna nr 2/2008, Warszawa.

[8]  Rodriguez C. & Dendrou B., Zimmermann T.: Z_SOIL.PC: A program for solving soil mechanics problems on a personal computer using plasticity theory. Int. Conf. on Geomechanics, Innsbruck, Balkema, 1987.

[9]  Sieinski E., Śliwiński P.: Wytyczne wykonania badań, pomiarów, ocen stanu technicznego i stanu bezpieczeństwa budowli piętrzących wodę. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór, Warszawa-Katowice, 2015.

[10]   Zaczek-Peplinska, J., Popielski, P., Kasprzak, A., Wójcik, P. (2014). Development of large concrete object geometrical model based on terrestrial laser scanning. Reports on Geodesy and Geoinformatics, 97, 91–102. http://doi.org/10.2478/rgg-2014-0014.

[11]   Zaczek-Peplinska Janina, Kowalska Maria, Siejka Z.: Możliwości stosowania nowoczesnych metod pomiarowych do wyznaczania przemieszczeń i deformacji betonowych budowli piętrzących, w: Eksploatacja budowli piętrzących - diagnostyka i zapobieganie zagrożeniom / Winter Jan, Wita Andrzej, 2015, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Państwowy Instytut Badawczy, ISBN 978-83-64979-09-5, ss. 385-397.