Диссертация (1141446), страница 58

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

Текст из файла (страница 58)

Краевые прогибы экрана хотя и несколькоснижают изгибные деформации, однако не «гасят» их. Растягивающиенапряжения многократно превышают сопротивление бетона растяжению, поэтомумогут стать причиной трещинообразования в экране. Трещины в этой зоне будутрасполагаться параллельно скальному борту (в русловой части – горизонтально), аименно такого направления трещины и наблюдались в некоторых плотинах.100,0100,0а) верховая граньб) низовая грань1,61,6шкала напряжений [МПа]–9–8–7–6–5–4–3–2–10123456Рисунок 5.66 - Максимальные главные напряжения 1 в железобетонномэкране (возведение без очередей)Т.к. в нижней части экрана уровень сжатия на верховой грани меньше,чем растяжение на низовой, то в среднем ЖБЭ испытывает растягивающееусилие в направлении вдоль откоса.

Такой же эффект был получен нами ранееи для условий плоской задачи.В верхней части экран в направлении вдоль откоса экран оказываетсясжат промежуточным главными напряжениями 2.Минимальные главные напряжения 3 в большей части экранадействуют в направлении от борта к борту, они близки по величине кнапряжениям z.

Исключение составляют дальние от русла секции ЖБЭ. Во75всех секциях напряжения 3 – сжимающие. Уровень сжатия больше врусловых секциях, но своего максимум она достигает в секциях, в которыхрусловой и бортовой участок смыкаются (рисунок 5.67а). Причиной сжатияэкрана в направлении от борта к борту являются смещения экрана Uz, которыенаправлены от скальных бортов к руслу.Наверховойграни(рисунок 5.67а)сжимающиенапряжения3несколько больше, чем на низовой (рисунок 5.67б) за счёт изгибныхдеформаций экрана. Их максимальные значения составляют соответственно6,5 МПа и 5,7 МПа.100,0100,0а) верховая граньб) низовая грань1,61,6Рисунок 5.67 - Минимальные главные напряжения 3 в железобетонном экране(возведение без очередей).

Шкалу напряжений см. на рисунке 5.66.Большинство вертикальных межсекционных швов сжаты, раскрываютсяшвы только в крайних бортовых секциях (рисунок 5.68). За счёт их раскрытиякрайние секции экрана испытывают сжатие в направлении от борта к борту.100,0100,0а) верховая граньб) низовая грань1,61,6Рисунок 5.68 - Состояние межсекционных швов в железобетонном экране.Красным выделены раскрытые швы, розовым – сомкнутые швы, раскрывавшиесяна некоторых этапах, зелёным – сомкнутые швы без нарушений, жёлтым –сомкнутые швы со сдвиговыми нарушениями.76Однако можно утверждать, что вертикальные швы практически неучаствуют в борьбе с трещинообразованием в экране.

Для этого был проведёнспециальный расчёт НДС экрана без вертикальных швов (рисунки 5.69, 5.70).100,0100,0а) верховая граньб) низовая грань1,61,6Рисунок 5.69 - Максимальные главные напряжения 1 в экране без вертикальныхшвов. Шкалу напряжений см. на рисунке 5.66.100,0100,0б) низовая граньа) верховая грань1,61,6Рисунок 5.70 - Минимальные главные напряжения 3 в экране без вертикальныхшвов. Шкалу напряжений см. на рисунке 5.66.Отсутствие вертикальных швов практически не повлияло на прогибыэкрана. Почти не изменились и напряжения 1 (рисунок 5.Б9), т.к.

они действуютв направлении вдоль откоса, а не поперёк шва. Несколько увеличился уровеньсжатия в направлении от борта к борту (по напряжениям 3). Наибольшиезначения напряжения 3 составили 8,3 МПа на верховой грани (рисунок 5.70а) и5,9 МПа – на низовой (рисунок 5.70б).Таким образом, разрезка экрана межсекционными швами повышает сжатиепо напряжения 3, но почти не уменьшает растяжение по 1.Исследования формирования пространственного НДС при возведенииплотины в 2 очереди показали, что поэтапное возведение и загружение ЖБЭ77благоприятно сказывается на его НДС. Это происходит за счёт того, что ЖБЭпервой очереди получает сжимающее продольное усилие за счёт осадок плотины1ой очереди под действием веса плотины второй очереди.

Улучшение НДСвыражается в уменьшении перемещений в периметральном шве, уменьшенииизгибных деформаций и снижении уровня растягивающих напряжений в экране.Рисунок 5.65а показывает, что за счёт возведения в 2 очереди раскрытиепериметрального шва уменьшается примерно на 25÷30%. А контурные прогибыпрактически не изменяются.Однако возведение плотины в 2 очереди имеет и негативный эффект –локальный рост прогибов ЖБЭ первой очереди на границе со 2ой очередью(рисунок 5.62б).

Такой же эффект получен и при решении плоской задачи –увеличение прогиба связано с деформациями плотины первой очереди поддействием веса второй очереди плотины ЖБЭ экран. Результатом локальногоувеличения прогибов является изгиб ЖБЭ плотины 1ой очереди, в результатекоторого на верховой грани ЖБЭ образуются небольшие растягивающиенапряжения 1 (рисунок 5.71а).100,0100,062,562,5а) верховая граньб) низовая грань1,61,6Рисунок 5.71 - Максимальные главные напряжения 1 в железобетонномэкране (возведение в 2 очереди). Шкалу напряжений см.

на рисунке 5.66.Зато при возведении плотины в 2 очереди исчезла область растягивающихнапряжений 1 в нижней части ЖБЭ (рисунок 5.71а) и несколько уменьшилисьзначения растягивающих напряжений 1 на низовой грани (рисунок 5.71б).Уровень сжатия по минимальным главным напряжениям 3 в экране первойочереди возрос (рисунок 5.72).78100,0100,062,562,5а) верховая граньб) низовая грань1,61,6Рисунок 5.72 - Минимальные главные напряжения 3 в железобетонном экране(возведение в 2 очереди). Шкалу напряжений см. на рисунке 5.66.Выводы об особенностях пространственного НДС ЖБЭ:1) В пространственных условиях, даже при широком створе, экраниспытывает изгибные деформации в двух направлениях, как вдоль откоса, так ипоперёк него.

В широком створе бóльше проявляется изгиб в направлении вдольоткоса. Эти изгибные деформации приводят к раскрытиям периметрального шва,а также к контурным прогибам плит ЖБЭ;2) Экран может испытывать изгиб даже в плоскости экрана (похожий накручение), т.к. в русловой части он более интенсивно смещается в направлениивдоль откоса, чем у бортов. Однако этот изгиб очень мал и практически не влияетна НДС экрана даже при отсутствии вертикальных межсекционных швов;3) Все особенности НДС ЖБЭ, характерные для плоских условий,сохраняются и при работе в пространственных условиях широкого створа:- экран может испытывать растягивающие усилия, которые приводят краскрытию периметрального шва,- на низовой грани экрана могут возникать растягивающие напряжения внаправлении вдоль откоса, которые являются следствием изгибных деформацийэкрана.Однако всё же в пространственных условиях НДС экрана несколькоблагоприятнее, чем в плоских, за счёт того, что взаимодействие со скальнымибортами приводит к уменьшению горизонтальных смещений плотины;794) В направлении от борта к борту экран в основном испытывает сжатие заисключением дальних от русла бортовых секций.

Это сжатие довольно велико.Поэтому образование в ЖБЭ ряда плотин вертикальных трещин следуетсвязывать с нарушением прочности бетона на сжатие;5) Вертикальные межсекционные швы мало влияют на НДС экрана, т.к. заисключением крайних бортовых секций экран сжат в направлении от борта кборту. Разрезка экрана вертикальными швами в основном предназначена длявосприятия температурных деформаций, а также для восприятия деформацийкручения;6) Низовая грань экрана более опасна с точки зрения трещинообразования,в ней выше растяжение по 1.

Изгиб плиты ЖБЭ приводит к появлениюрастяжения на низовой грани практически всех секций. Направление возможныхтрещин будет параллельным периметральному шву.5.13.Анализвлиянияформыстворанаформированиеособенностейформированияпространственного НДС железобетонного экранаЗадачиисследования.Анализпространственного НДС каменно-набросной плотины с ЖБЭ (п.5.12) показал, чтодаже в широком створе (коэффициент створа 4) рельеф местности, геометрияплотины оказывает существенное влияние на НДС экрана. Поэтому вопрос овлиянии формы створа на НДС ЖБЭ представляется важным, т.к. высокиекаменно-набросные плотины часто строятся в нешироких створах (рисунок 5.18Приложения).За последние годы разными авторами уже выполнен ряд численныхисследований по выявлению влияния топографических условий на НДС ЖБЭ[Song, Wang; Cheng, Zhang, Zhang, Wan; Dakoulas, Thanopoulos, Anastassopoulos;Dang, Wang, Tian, Xu; Dang, Yang, Xue, Fang].

Однако они выполнены по инымметодикам, для других моделей деформируемости каменной наброски, и часто не80выявляют образование в экранах растягивающих напряжений. Поэтому нам такженеобходимо выполнить подобные исследования.Интерес представляет поведение плотин с ЖБЭ в узких створах, опасностьобразования в них трещин.

Характеристики

Список файлов диссертации