Диссертация (1141446), страница 36

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

Текст из файла (страница 36)

Например, это может быть заранее выполненная зонасцементированного водонепроницаемого грунта.Анализ прочности стены на момент восприятия стеной давленияфильтрационного потока показывает, что в этот момент времени с точкизрения обеспечения прочности на сжатие НДС ПФС более благоприятное, чемпосле завершения строительства плотины. Это объясняется двумя причинами.Первая причина состоит в общем уменьшении в стене сжимающих продольныхусилий. Вторая причина – в том, что при наполнении водохранилища происходитобжатие стены давлением воды и за счёт этого увеличивается прочность насжатие её материала.Прочность стены на сжатие не обеспечивается лишь при применении встене жёстких материалов (варианты №5-7, иногда вариант №4).В рассматриваемой времени бóльшую опасность для ПФС имеетвозможность нарушения прочности на сжатие.Итак, наше методическое исследование позволили получить оценитьусловия формирования НДС ПФС в основании грунтовых плотин.

Было выявленоследующее:1) В ПФС, выполненных в основании грунтовых плотин, могут возникатьсущественные сжимающие и растягивающие напряжения, которые могутпривести к потере прочности материала стены на сжатие или на растяжении. Впроцессе восприятия внешних нагрузок может изменяться кардинально, поэтомуанализ НДС ПФС необходимо проводить для разных моментов времени.2) С точки зрения нарушения прочности на сжатие наиболее опасенмомент завершения строительства плотины, до наполнения водохранилища. Вэтот момент времени ПФС, выполненной в основании грунтовой плотины,максимальные по величине продольные усилия.3) Эксплуатационный период представляет опасность для НДС ПФС сточки зрения возможности нарушения прочности на растяжение.

Посленаполнения водохранилища продольные сжимающие усилия уменьшаются и засчёт деформаций изгиба в стене могут возникать растягивающие напряжения.2304) Неблагоприятное НДС получает ПФС в том случае, если она выполненаиз жёсткого материала, деформируемость которого много меньше, чемдеформируемость окружающего грунта. В жёсткой стене концентрируютсязначительные сжимающие продольные усилия, а деформации изгиба ведут кпоявлению зон растяжения. По этой причине как правило не рекомендуетсявыполнять ПФС из бетона (железобетона).5) При анализе прочностного состояния ПФС необходимо учитыватьэффект повышения прочности пластичных материалов, из которых выполняютстены (глиноцементобетон), при наличии бокового обжатия. Т.к. ПФС обычнонаходятсяв состояниитрёхосногосжатия,учётэтогоэффекта имеетсущественное значение.6) НДС основания грунтовых плотин имеет существенное значение дляпрочностного состояния выполненной в нём ПФС.

Было получено, что из-занедостатка бокового обжатия даже при выполнении стены из материала, близкогопо своей деформируемости к окружающему грунту, его прочность обеспечиваетсяс трудом. Для ПФС стены, устроенной в однородном основании, можнорекомендовать применять материал, модуль деформации которого не более чем в2 раза превышает модуль деформации окружающего грунта. Это согласуется срекомендациями ICOLD, но отличается от них в сторону ужесточениятребований.Однако нами было выявлено, что в некоторых случаях применениежелезобетона для устройства ПФС – оправдано и более эффективно. Условияформирования НДС настолько многообразны, что в каждом конкретном случаенеобходимо проводить численные исследования.Тем не менее, наше методическое исследование позволило получитьинформацию о роли в формировании НДС ПФС таких факторов как глубинастены, условия опирания (висячая или стойка), деформируемость материаластены.

Было показано, что висячие стены работают в более благоприятныхусловиях, чем стены-стойки. Обобщению полученных результатов посвящёнп.4.5.231Кроме того, проведённое методическое исследование ставит новые задачидля проведения дальнейших исследований. Во-первых, необходимо исследоватьвлияние на НДС ПФС других важных факторов. В частности, это прочностныехарактеристики контакта «грунт-стена». По результатам расчётов этот факторимеет значительное влияние – нарушение прочности контакта ведёт кпроскальзыванию грунта относительно стены, к изменению в схеме передачинагрузок на стену и существенному изменению НДС ПФС.Крометого,важнымипредставляютсяисследованиядляслучаянеоднородного строения основания, для более сложных условий сопряжениястены с конструкцией плотины.Во-вторых,необходимыисследованияпооценкеэффективностивыявленных способов регулирования НДС ПФС с целью обеспечения прочности,в частности, такого способа как устройство бетонной галереи над оголовкомстены.

В п.4.9 представлены результаты соответствующих исследований.4.5.Построениеэмпирическихзависимостейпорезультатамметодического исследования работы противофильтрационной стены восновании грунтовой плотиныПо результатам исследований (п.4.4) НДС ПФС, выполненной в основаниигрунтовой плотины, для каждой из рассмотренных расчётных схем былипостроеныэмпирическиезависимости.Анализировалисьвеличинымаксимальных сжимающих напряжений в стене  maxв первый расчётный моментyвремени, когда на стену действуют максимальные сжимающие продольныеусилия. Были построены графики зависимости  maxот соотношения модуляyдеформации стены Eст и модуля деформации основания Eгр (рисунок 4.32).232Рисунок 4.32 - Изменение максимальных значений продольных напряженийв стене в зависимости от соотношения Eст/EгрВ полученных зависимостях можно выделить два характерных участка.Первый участок характеризуется плавным нарастанием сжимающих напряженийв стене по мере роста соотношения Eст/Eгр.

Он реализуется при Eст/Eгр не более 20.Для этих условий характерно слабое развитие процессов проскальзывания наконтакте «стена-грунт». Проскальзывание развивается лишь в верхней частиконтакта, прочность на сдвиг которого – наименьшая.На первом участке зависимость между напряжениями и Eст/Eгр может бытьдовольно точно описана зависимостью вида: maxypE  A   ст  E гр n(4.3)Здесь p – давление, передаваемое плотиной на основание,A, n – эмпирические величины.Давление p по результатам расчётов составило примерно 1,5 МПа.В рассматриваемом случае один из параметров эмпирической зависимостивсегда A1. Полученные значения показателя n указаны в таблице 4.4.233Таблица 4.4 - Значения показателя nрасчётнаясхемаnIAIBICIIAIIBIIC0,840,780,700,760,730,66Полученные значения показателя n<1, т.е.

при росте Eст/Eгр напряжения вПФС увеличиваются менее интенсивно, чем при линейно зависимости.Отсутствие прямой пропорциональности между maxypиE стобъясняется тем, чтоE грПФС работает как свая – она имеет возможность компенсировать своё сжатиепутём передачи нагрузки на окружающие грунты через трение или через лобовоесопротивление по торцам. Если материал ПФС близок по деформируемости кгрунтам основания, то она оседает совместно с массивом грунта. Приуменьшении деформируемости материала стены, жёсткость ПФС начинаетперераспределять осадки массива грунта.

В верхней части осадки грунтауменьшаются, а в нижней части – уменьшается. Стена вдавливается в грунт каксвая. Чем выше соотношение Eст/Eгр, тем больше осадка низа стены.Сравнение графиков (рисунок 4.32) для различных расчётных схемпоказывает, что на первом участке зависимости  maxот Eст/Eгр характерноyследующее: В стенах-стойках максимальные значения напряжений у растутнесколько менее интенсивно, чем в висячих. Это объясняется увеличением длиныконтакта «стена-грунт», на которой развиваются процессы проскальзывания; Хотя у стен меньшей глубины значения напряжений  maxнесколькоyменьше, всё же от глубины стены значения  maxзависят мало,yОбработка данных таблицы 4.4 позволяет выявить, что значение показателяn зависит от глубины стены и от условий работы стены (висячая или стойка).Зависимость n от глубины стены H может быть описана зависимостью:n  D Hm(4.4)234Эмпирический показатель D находится в пределах 0,460,48, а m0,120,13в зависимости от граничных условий работы стены.На втором участке (при Eст/Eгр>1020) возможность дальнейшего ростасжимающих напряжений в стене ограничена интенсивным развитием процессовпроскальзывания на контакте «стена-грунт» (рисунок 4.32).

Чем на бóльшейдлинеконтактанарушаетсяпрочностьнасдвиг,темвышезначениямаксимальных напряжений maxв стене.yВ случае применения в стене очень жёсткого материала (например,железобетона) проскальзывание происходит практически по всей длине контакта«стена-грунт», поэтому зависимость (4.3) применима только Eст/Eгр<20÷50.Из-заналичияпроскальзыванияконтакта«стена-грунт»существуетпредельное значение максимальных сжимающих напряжений, которые могутбыть переданы на стену. Для различных расчётных схем это предельное значениесжимающего напряжения – разное. Анализ результатов показывает, что: Чембольшеглубинастены,темвышепредельноесжимающеенапряжение; В стенах, опирающихся на скальное основание, предельное значениесжимающего напряжения, выше, чем в висячих.Различие предельных сжимающих напряжений объясняется отличием впротекании и развитии процессов проскальзывания.

Характеристики

Список файлов диссертации