DESTRUCTION OF ROCKFILL SLOPE PROTECTIONS BY ICE JAMMING: FIELD AND THEORETICAL STUDIES
DESTRUCTION OF ROCKFILL SLOPE PROTECTIONS BY ICE JAMMING: FIELD AND THEORETICAL STUDIES
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-3-14-22Keywords:
ice jamming, ice cover, slope failure, schematization of defects, shoreline crackAbstract
Актуальность рассматриваемой проблемы вызвана тем, что характер разрушения каменно-набросных откосных креплений гидросооружений ледовой нагрузкой при колебаниях уровня воды фактически не описан. Вместе с тем, ледовый припай, обусловленный примерзанием к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды, следует относить к опасным видам ледовых воздействий. Поэтому любые данные о характере повреждений конструкций и параметрах этого повреждения могут способствовать совершенствованию принципов проектирования и расчетного обоснования гидросооружений. Анализ разрушений, выполненный на дренажном банкете русловой плотины Нижегородской ГЭС, позволил детально схематизировать зафиксированные дефекты. Для выяснения причин разрушения гидросооружения был выполнен комплекс расчетов устойчивости откоса гидросооружения. Сложность выполнения расчетов заключалась в том, что их надо было выполнить так, чтобы оценить фактический дефицит устойчивости, т.е. наиболее точно определить предельный вырывающий момент. Сопоставительный анализ данных натурных наблюдений и результатов расчетов позволил установить как вклад различных факторов в схему разрушения гидросооружения, так и причины разрушения. Приведены убедительные доказательства существенного влияния отепляющего воздействия грунтовых (фильтрационных вод) на разрушение конструкции гидросооружения. Полученные новые данные необходимо учитывать для уточнения существующих расчетных схем по оценке устойчивости откосных креплений гидросооружений в случае возможности выхода грунтовых вод на откос. Такое уточнение может потребоваться для откосов каналов, проходящих в выемке, откосов плотин, противопаводковых гидросооружений или транспортных насыпей, заходящих в русло рек.
References
1. Rattue A. Slope Protection with Consideration for Ice Effects. Province of Newfoundland and Labrador, Canada, 2013, 54 p.
2. Bagin A.V., Kozlov D.V. Assessment of the possibility of using gabion structures under developing ice load. Gidrotekhnika (Hydraulic Engineering), 2018, No. 2(51), pp. 12–16.
3. Krutov D.A. Design of slope protection for a flood protection dam on the Chadana River. Hydrotechnical Construction, 2021, No. 6, pp. 2–11.
4. Krutov D.A. Repair of riprap slope protections damaged by ice jamming. Proceedings of the Vedeneev VNIIG, 2021, Vol. 302, pp. 26–36.
5. Krutov D.A. Riprap disturbance caused by ice plucking and measures to prevent it. Dams and Reservoirs, 2021, No. 32(4), pp. 149–152.
6. Chizhov A.N. Formation of ice cover and spatial distribution of its thickness. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1990. 127 p.
7. Borshch P.S., Tveritnev V.P. Development of a comprehensive reconstruction project for the 8. Nizhny Novgorod HPP. Hydrotechnical Construction, 2015, No. 10, pp. 33–38.
8. Shankin P.A. Calculation of slope coverings of hydraulic structures. Moscow: Rechnoy Transport, 1961. 293 p.
9. Iliescu D., Baker Ia. The structure and mechanical properties of river and lake ice. Cold Regions Science and Technology, 2007, No. 48(3), pp. 202–217.
10. Chang X., Liu W., Zuo G., Dou Yi., Li Ya. Research on ultrasonic‑based investigation of mechanical properties of ice. Acta Oceanologica Sinica, 2021, No. 40, pp. 97–105.
11. McKenna R., Crocker G. Effective moduli for flexure of a floating ice cover due to temperature variations through the depth of the ice. Proceedings of the 26th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Moscow, 2021, 10 p.
12. Jang H.-S., Hwang S.-Y., Yoon J., Lee J.-H. Numerical Analysis of Ice–Structure Impact: Validating Material Models and Yield Criteria for Prediction of Impact Pressure. Journal of Marine and Science Engineering, 2024, No. 12(2), article 229.
13. Jang H.-S., Hwang S.-Y., Lee J.H. Experimental Evaluation and Validation of Pressure Distributions in Ice–Structure Collisions Using a Pendulum Apparatus. Journal of Marine and Science Engineering, 2023, No. 11(9), article 1761.
14. Zakharov I., Puestow T., Khan A., Briggs R., Barrettte P. Review of River Ice Observation and Data Analysis Technologies. Hydrology, 2024, No. 11(8), article 126.
15. Fuks M. Changes in river ice cover in the context of climate change and dam impacts: a review. Aquatic Sciences, 2023, No. 85(4), article 113.
16. Bogorodskiy P.V. Ice and Snow on Lake Stemmevatnet, Spitsbergen, in Winter 2019/20. Journal Ice and Snow, 2023, No. 63(3), pp. 441–453.
17. Kuznetsov V.S., Ladenko S.Yu. Technical condition of the earth dams of the Nizhny Novgorod HPP after 60 years of operation. Hydrotechnical Construction, 2015, No. 10, pp. 11–20.
18. Han H., Shen Le., Cao M., Wei Li., Qian X. On the ice induced damage of reservoir drainage tower: A thermal stress‑involved contact simulation. Engineering Failure Analysis, 2024, No. 160, article 108203.
19. Su H., Wu D., Lu Yi., Peng X., Wang X., Chen W., Wang S. Experimental and numerical study on stability performance of new ecological slope protection using bolt‑hinge anchored block. Ecological Engineering, 2021, No. 172, article 106409.
20. Krutov D.A. Causes of failure of flood protection structures and examples of their reconstruction. Hydrotechnical Construction, 2025, No. 8, pp. 23–30.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
