Исследования изменений структуры грунта при воздействии волн цунами на гидротехнические сооружения

Работа посвящена исследованию изменений структуры грунта у оснований морских гидротехнических сооружений, вызванных воздействием на них волн цунами. Представлены результаты выполненных экспериментальных исследований для двух видов сооружений: морской ледостойкой стационарной платформы гравитационного типа и берегоукрепления откосного типа с защитным слоем из наброски. В ходе опытных исследований воздействия волн цунами на морскую платформу гравитационного типа были получены сформировавшиеся профили дна и выполнен их анализ. В результате получены количественные сведения о степени разрыхления грунта у основания платформы. Полученные данные свидетельствуют о возможной независимости значения степени разрыхления грунта от числа Эйлера, характеризующего интенсивность волнового воздействия на грунт. Экспериментальные исследования воздействия волн цунами на берегоукрепительное сооружение откосного типа показали, что фильтрационные потоки, возникающие в теле наклонной грани сооружения, в результате воздействия волны цунами способствуют изменению структуры каменной наброски, которое приводит к увеличению пористости грунта, слагающего тело сооружения. Отмечено качественное подобие следствий воздействия волн цунами на грунт и на набросные элементы гидротехнического сооружения.

1. Matsuda Т, Maeda К., Miyake М, Miyamoto J., Sumida Н., Tsurugasaki К. InstaЬility of а Caisson-Type Breakwater Induced bу an Earthquake-Tsunami Event // International Journal of Geomechanics. 2016. Vol. 16. No 5. С4016003-1. Doi: 10.1061/(ASCE) GM.1943-5622.0000619.

2. Nistor 1., Palermo D., CornettA., Al-Faesly Т Experimental and numerical modeling oftsunami loading on structures // Proceedings of International Conference of Coastal Engineering, ICCE201 О, ASCE, Shanghai. 201 О. 1 О р.

3. mase Т, Maeda К., Miyake М, Sawada У., Sumida Н., Тsurugasaki К. DestaЬilization of а caisson-type breakwater bу scouring and seepage failure ofthe seabed due to а tsunami // Proceedings ofISCE6. 2012. Paper ISCE6-128. Р. 807-814.

4. Matsuda Т, Maeda К., Miyake М, Тsurugasaki К., Miyamoto J., Sumida Н. InstaЬility on the sandy ground under breakwater due to earthquake and tsunami // Proceedings of the 15th Asian Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Р. 930-933. Doi: 10.3208/jgssp.JPN-081.

5. Tsunami Inundation Scour ofRoadways, Bridges and Foundations: Observations and Technical Guidance from the Great Sumatra Andaman Tsunami // EERI/FEМA NEHRP 2006 Professional Report.

6. de Groot М В., Bolton М D., Foray Р, Meijers Р, Palmer А. С., Sandven R., Sawicki А., Teh Т С. Physics of liquefaction phenomena around marine structures // Journal ofwaterway, port, coastal, and ocean engineering. ASCE, 2006. Vol. 132. No 4. Р. 227-243.

7. Young У. L., White J.A., Xiao Н., Borja R. 1. Liquefaction potential of coastal slopes induced bу solitary waves // Acta Geotechnica. 2009. Vol. 4. Р. 17-34. Doi 10.1007/s 11440-009-0083-6.

8. Беляев Н. Д, Лебедев В. В., Мишина А. В., Нуднер И. С., Семенов К. К., Щемелинин Д. И. Изменение структуры грунта и наброски при воздействии волн цунами на гидротехнические сооружения // Доклады и выступления Десятой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Гидротехника. Новые разработки и технологии», 2016. СПб: Изд-во АО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева», 2017. С. 172-179.

9. Лебедев В. В., Мишина А. В., Нуднер И. С., Беляев Н. Д, Семенов К. К., Щемелинин Д. И. Воздействие волн цунами на откосные берегоукрепительные сооружения с защитным слоем гексабитов // Сборник трудов Третьей международной конференции «Полярная механика», Владивосток, 2016. С. 1038-1049.

10. Borrero J., Dengler L., Uslu В., Synolakis С. Numerical modeling of tsunami effects at marine oil terminals in San Francisco Вау. Report prepared for the Marine Facilities Division ofthe California State Lands Commission. 2006. URL: www.slc.ca.gov/ Division _pages/МFD/МOТEMS/SFTsunamiReport/SF МОТ_ final_report.pdf (Last accessed: 15.11.2016).

11. Нуднер И. С., Лебедев В. В., Семенов К. К., Беляев Н. Д., Бейзель С. А., Чубаров Л. Б. Исследования распространения волны цунами в бухте// Труды XIII Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики ГА-2016», Санкт-Петербург, 2016. С. 159-161.

12. Захаров Ю. Н., Зимин А. И., Стуколов С. В., Лебедев В. В., Нуднер И. С., Семенов К. К. Численное моделирование работы лабораторного волнопродуктора одиночных волн на воде // Сборник трудов Третьей международной конференции «Полярная механика». Владивосток, 2016. С. 954-964.

13. Афанасьев К. Е., Максимов В. В., Нуднер И. С., Семенов К. К., Стуколов С. В. Численное моделирование работы опытового волнопродуктора одиночных волн // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». Санкт-Петербург, С. 201-203.

14. Babchik D. V., Belyaev N. D., Lebedev V. V., Nudner 1. S., Semenov К. К., Shchemelinin L. G. Experimental investigations oflocal scour caused Ьу currents and regular waves near drilling barge foundation with cutout into stern // Proceedings of 5th Conference CoastlaЫ4. Varna, 2014. Vol. 2. Р. 114-124.

15. Gaydarov N. А., Zakharov У. N., 1vanov К. S., Semenov К. К., Lebedev V. V., Nudner 1. S., Belyaev N. D., MishinaA. V., Schemelinin L. G. Numerical and Experimental Studies of Soil Scour Caused bу Currents near Foundations of Gravity-Type Platforms // Proceedings of2014 International Conference on Civil Engineering, Energy and Environment (СЕЕЕ 2014). Hong Kong, 2014. Р. 190-196.

16. Беляев Н. Д., Лебедев В. В., Нуднер И. С., Мишина А. В., Семенов К. К., Щемелинин Д. И. Экспериментальные исследования воздействия волн типа цунами на грунт у оснований морских гравитационных платформ// Инженерно-строительный журнал. 2014. № 6 (50). С. 4-12. Doi: 10.5862/МСЕ.50.1.

17. Померанцев А. Л. Методы нелинейного регрессионного анализа для моделирования кинетики химических и физических процессов. Дисс. на соиск. степени докт. физ.-мат. наук. М., 2003. 304 с.

18. Жуков Д. В., Лебедев В. В., Нуднер И. С., Осюхин Б. А., Семенов К. К., Фомин Ю. П. Опыт применения акустической бесконтактной измерительно-информационной системы для лабораторных исследований размывов грунта у оснований морских платформ гравитационного типа // Труды XII Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики ГА-2014». СПб.: Наука, 2014. С. 571-573.

19. Shchemelinin L. G., Utin А. V., Belyaev N. D., Lebedev V. V., Nudner 1. S., Semenov К. К. Experimental Studies Regarding the Efficiency ofSeabed Soil Protection near Offshore Structures // Proceedings ofthe 24th International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE-2014). Busan, Korea, 2014. 14ТРС-0320. Vol. 2. Р. 625-631.