Диссертация (1141446), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

В качестве величиныобжатия используются горизонтальные напряжения x в ПФС, которыесформированыбоковымдавлениемокружающегогрунтаидавлениемфильтрационного потока.Анализ выполнения условия прочности на сжатие, проведённый дляразличных вариантов, показал следующее: Учёт бокового обжатия существенно улучшает состояние стены с точкизрения обеспечения прочности на сжатие. Особенно заметно влияние обжатия ввариантах с литым глиноцементобетоном (вариант №1); Однако в большинстве вариантов прочность на сжатие не обеспечивается,даже с учётом роста прочности при боковом обжатии; В вариантах с литым глиноцементобетоном (вариант №1) наиболееопасным сечением является верхний участок стены.

В этом сечении сжимающиенапряжения – максимальны, а прочность на сжатие – минимальна. Следуетотметить важное влияние НДС основания грунтовой плотины на работу ПФС. Порезультатам расчётов основание под действием веса плотины «расползается» встороны. Это приводит к тому, что верхняя часть стены оказывается слабо обжатабоковым давлением грунта и условия работы стены близки к состояниюодноосного сжатия; В вариантах выполнения ПФС из жёстких материалов (варианты №3-5)наиболее опасное сечение располагается в нижней части стены, на участкеконцентрации сжимающих напряжений y; Условия работы висячих стен более благоприятны, т.к. сжимающиенапряжения y в них меньше и соответственно проще обеспечить прочностьматериала; Единственным материалом стены, прочность которого была обеспеченапри любых схемах и условиях работы, является литой глиноцементобетон222(вариант №1).

Однако при этом в верхней части стены запас прочности какправило близок 0; В одной из расчётных схем, в схеме IC (висячая стена глубиной 20м),прочность на сжатие оказалась обеспеченной не только в варианте №1, но и приустройстве стены из бетона (вариант №7) (рисунок 4.16б,в). Это стало возможнымблагодаряпрактическиполномупроскальзываниюгрунтаоснованияотносительно неглубокой стены.Данный анализ показывает, что условия работы ПФС – очень сложные, т.к.зависятотмногихсформулироватьфакторов,исчерпывающиепоэтомунерекомендациипредставляетсяповыборувозможнымматериалаиобеспечению прочности ПФС, которые были бы пригодны для всех возможныхслучаев условий работы ПФС.

В зависимости от нагрузок, передаваемыхплотиной на основание, от условий опирания, толщины и глубины стены,строения основания условия работы ПФС могут сильно отличаться. В каждомконкретном случае необходимо проводить численные исследования НДС ПФС.Приближённые рекомендации по выбору материала для ПФС в основаниигрунтовой плотины могут быть сформулированы следующими: Дляустройствастеныпредпочтительноприменятьматериал,деформируемость которого отличается от деформируемости окружающего грунтане более, чем в 2 раза. Эта рекомендация отличается от рекомендаций ICOLD[ICOLD, 1985] в сторону ужесточения требований.

Ужесточение требованийсвязано с тем, что было выявлено неблагоприятное НДС верхней части стены; В некоторых случаях для устройства ПФС может быть оправданонаиболее жёсткого и прочного материала, например, железобетона. Это случаи,когда сжимающие усилия, передаваемые на стену, не будут значительными.Например, такое возможно за счёт проскальзывания на контакте «грунт-стена».Кроме того, могут быть сформулированы рекомендации по улучшениюНДС ПФС и обеспечению её прочности: Для улучшения НДС и прочностного состояния верхней части ПФСжелательно исключить непосредственную передачу на неё нагрузок от веса223плотины.

Для этого над стеной можно устроить бетонную галерею, отделённуюот стены зазором (полостью); Уменьшить концентрацию в ПФС сжимающих напряжений можно путёмувеличения её толщины. Однако этот путь действенен только в случае, если встене концентрируются сжимающие напряжения, т.е. когда она выполнена изжёсткого (по отношению к грунту основания) материала; Большое значение для НДС ПФС имеют прочностные показатели наконтакте «грунт-стена». В качестве одного из способов улучшения НДС стеныможно рассматривать применение «смазки» на контакте стены с грунтом.

В этойсвязи необходимо отметить, что при возведении стены траншейным способом награнице траншеи происходит образование бентонитовой корки [Колесников,Стрельникова], которая имеет низкие прочностные показатели. Наличие «смазки»может иметь существенное влияние на НДС жёсткой стены.АнализНДСстенынамоментвосприятиястенойдавленияфильтрационного потока.

При наполнении водохранилища НДС стеныкоренным образом изменяется. Это связано с тем, что под действиемфильтрационных сил стена смещается в сторону нижнего бьефа (рисунки 4.204.31,б, рисунки 4.7-4.11,б Приложения). Максимальное по величине смещениенаблюдается в оголовке стены.Можно выделить следующие особенности НДС ПФС при восприятиифильтрационных сил: Приснижаютсявосприятиистенойвоспринимаемыееюгоризонтальныхвертикальныенагрузоксжимающиезначительноусилия.Этообъясняется не только тем, что за счёт взвешивающего действия водыуменьшается давление, передаваемое плотиной на основание. Большое значениеимеет развитие процессов проскальзывания вдоль напорной грани ПФС(рисунки 4.20-4.31,a, рисунки 4.7-4.11,а Приложения).

При смещениях стены всторону нижнего бьефа уменьшаются нормальные напряжения на верховомконтакте «стена-грунт», а соответственно и резко падает его сдвиговая прочность,развиваетсяпроскальзываниегрунтаотносительностены.Из-заэтого224вертикальные сжимающие усилия, передаваемые на стену, резко, примерно в 2раза, уменьшаются; Горизонтальные смещения стены неравномерно распределены по высотепоэтому она испытывает деформации изгиба. За счёт изгиба на одной из гранейстены сжимающие напряжения y уменьшаются, а на другой – увеличиваются; Развитие изгибных деформаций в условиях уменьшения сжимающихусилий может вызывать появление в стене растягивающих напряжений, При появлении в основании фильтрационного потока увеличиваетсябоковое обжатие стены (увеличиваются сжимающие напряжения x).a)б)в) г)Рисунок 4.20 - НДС стены варианта IA-1 на момент окончания наполненияводохранилищаa – осадки (см), б – смещения (см), в – вертикальные напряжения (МПа) наверховой грани, г – вертикальные напряжения (МПа) на низовой грани.Синие линии соответствуют эпюрам для стены.

Красные линии соответствуютосадкам грунта. Пунктирной линией обозначена прочность материала стены насжатие.225б)a)в) г)Рисунок 4.21 - НДС стены варианта IA-4 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.б)a)в) г)Рисунок 4.22 - НДС стены варианта IA-7 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см.

на рисунке 4.20.a)б)в) г)Рисунок 4.23 - НДС стены варианта IIA-1 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.226б)a)в) г)Рисунок 4.24 - НДС стены варианта IIA-4 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.25 - НДС стены варианта IIA-7 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.26 - НДС стены варианта IC-1 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.227a)б)в)г)Рисунок 4.27 - НДС стены варианта IC-4 на момент окончания наполненияводохранилища.

Обозначения см. на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.28 - НДС стены варианта IC-7 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.29 - НДС стены варианта IIC-1 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.30 - НДС стены варианта IIC-4 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см.

на рисунке 4.20.a)б)в)г)Рисунок 4.31 - НДС стены варианта IIC-7 на момент окончания наполненияводохранилища. Обозначения см. на рисунке 4.20.228Сравнение НДС ПФС для разных расчётных схем показывает следующее: При этом висячие ПФС и стены-стойки смещаются различно. У стен,опёртых на скальное основание, смещение подошвы близко к 0, но смещениеоголовка больше, чем у висячих стен. При этом прогиб висячей стенысущественно меньше, чем стены-стойки.

Это различие прогибов объясняется тем,что стены-стойки испытывают бóльшие горизонтальные нагрузки, чем висячие; Изгиб висячей стены происходит сложным образом. Верхняя частьизгибается в сторону нижнего бьефа, а нижняя – в сторону верхнего. Такойхарактеризгибныхдеформацийсвязансуменьшениемсглубинойгоризонтального давления фильтрационного потока; У стен, заделанных в скальное основание, вследствие бóльших смещенийизгибные деформации выражены сильнее. Кроме того, для стен-стоек характерензначительный изгиб в зоне заделки в скальное основание. Он происходит вверховую сторону; У стен меньшей глубины НДС оказывается несколько лучшим за счётсглаживания деформаций изгиба.Сравнение НДС ПФС, полученного для разных вариантов материала стены,позволяет сделать следующие выводы:Наиболее благоприятное НДС имеют стены только в случае выполненияих из глиноцементобетона.

В стенах, выполненных из глиноцементобетона,неравномерность распределения напряжений по толщине стены мало заметна.При использовании для устройства стены бетона (вариант №7) на участкахсильного изгиба возникают зоны растягивающих напряжений y. Растяжение вбетонной стене не возникает лишь в висячих стенах небольшой глубины;Для стен, заделанных жёсткое в скальное основание, наибольшуюопасность представляют появление растягивающих напряжений y в зоне заделки.Растягивающие напряжения не возникают лишь в том случае, если стенавыполнена из литого пластичного глиноцементобетона (вариант №7).Можно сделать вывод, что сопряжение ПФС стен со скальным основаниемнеобходимо осуществлять не посредством заделки в скалу, а путём более229подвижного соединения.

Характеристики

Список файлов диссертации