Российский сейсмологиеский журнал 2019. Т . 1,  1. С. 23–34. DOI: https://doi.org/10.35540/2686-7907.2019.1.02 23 УДК 550.348 Особенности мониторинга собственных частот плотин гидроэлектростанций (на примере Чиркейской ГЭС) © 2019 г. А.В. Лисейкин 1 , В.С. Селезнев 1 , З.А. Адилов 2 , Ting-Yu Hsu 3 , V. Arygianni 3 1 СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, г. Новосибирск, Россия; 2 ДФ ФИЦ ЕГС РАН, г. Махачкала, Россия; 3 Taiwan Tech, Taipei, Taiwan Аннотация. Предлагается способ мониторинга собственных частот плотин гидроэлектростанций по данным непрерывных сейсмических наблюдений. Объектом исследования является крупней- шая в России арочная плотина Чиркейской ГЭС, расположенная на Кавказе. На первоначальном этапе выполнено детальное изучение собственных колебаний плотины методом когерентного вос- становления полей стоячих волн с определением как собственных частот сооружения, так и их мод. Изучены особенности сезонных изменений полного поля стоячих волн и установлены фак- торы, влияющие на изменения собственных частот. На следующем этапе значения собственных частот определялись по спектрам микросейсмических колебаний, зафиксированных сейсмичес- кой аппаратурой, установленной на объекте. Использовались пункты наблюдения, расположен- ные в областях пучностей стоячих волн. Значения собственных частот плотины Чиркейской ГЭС, в целом, уменьшаются с ростом напора. Определено, что существуют дополнительные факторы, приводящие к эффекту гистерезиса в зависимости между значениями уровня водохранилища и собственных частот, предположительно, связанные с релаксационными процессами в теле пло- тины и/или в системе плотина–основание после изменения напора. Предложена методика мони- торинга состояния плотины, основанная на сопоставлении наблюдённых значений собственных частот с прогнозными. Последние определяются по линейным зависимостям от уровня водохра- нилища с учётом временных сдвигов, связанных с процессами релаксации. Ключевые слова: плотина Чиркейской ГЭС, стоячие волны, мониторинг собственных частот. Для цитирования: Лисейкин А.В., Селезнев В.С., Адилов З.А., Ting-Yu Hsu, Arygianni V. Особен- ности мониторинга собственных частот плотин гидроэлектростанций (на примере Чиркейской ГЭС) // Российский сейсмологический журнал. – 2019. – Т. 1, № 1. – C. 23–34. doi: https://doi. org/10.35540/2686-7907.2019.1.02 Введение Для контроля целостности конструкций инженерных сооружений широко распростра- нены способы мониторинга, основанные на ана- лизе изменений во времени различных пара- метров поля стоячих волн (прежде всего, соб- ственных частот). Наиболее известные работы – [Devriendt et al., 2014; Darbre et al., 2000; Ercolani et al., 2018; Jin et al., 2018; Loh, 2014; Pan et al., 2019; Proulx et al., 2001; Pereira et al., 2018; Yang, 2010]. В то же время, вариации поля стоячих волн могут быть связаны не только с появлением каких-либо дефектов в конструкции, но и с дру- гими факторами. При исследованиях плотин гидроэлектростанций необходимо учитывать, что значения собственных частот меняются в зависимости от уровня водохранилища (далее – УВБ). Так, в [Кузьменко и др., 2007] показано, что частоты плотин Саяно-Шушенской, Крас- ноярской и Зейской ГЭС на первых пяти-восьми формах уменьшаются с возрастанием величины напора. Аналогичные результаты были полу- чены для крупных плотин за рубежом [Proulx et al., 2001; Pereira et al., 2018]. Эти изменения являются сезонными и не связаны с появлением дефектов в конструкции плотин. Анализ опубликованной литературы показал, что отсутствуют теоретические исследования, посвящённые расчёту ожидаемых изменений собственных частот при появлении дефектов в конструкциях бетонных плотин. Для понима- ния, какой величины могут быть эти изменения, приводится пример, полученный при расчёте конечно-элементной модели плотины Саяно- Шушенской ГЭС в программе SAP2000 (рис. 1).