Диссертация (1141446), страница 59

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

Текст из файла (страница 59)

Основная задача – ответить на следующие 2 вопроса:1)Возможнолиобразованиерастягивающихнапряженийигоризонтальных/наклонных трещин в ЖБЭ в условиях узких створов?;2) Как влияет форма створа на величины сжимающих напряжений иопасность образования в ЖБЭ вертикальных трещин?Чтобы ответить на эти вопросы, были проведены расчёты НДС плотинывысотой 100 м в симметричных створах различной формы. Варьировалисьширина русловой части створа и наклон скальных бортов.Во всех вариантах форма ущелья принималась трапецеидальной. Вариантыразличались наклоном бортов и шириной руслового участка плотины.

Заложениебортового склона принималось равным 0,5, 1, 1,5 или 2, ширина русловой части –24, 96 или 216 м. Всего было получено 9 вариантов конфигурации створа(рисунок 5.73). Варианты обозначены двойной нумерацией. Цифра указывает науклон борта, а буква кодирует ширину русла. Вариант №2b (или №0)соответствует ранее рассмотренному в п. 5.12. В таблице 5.1 Приложения указаныколичественные параметры сеток МКЭ для различных вариантов конфигурациистворов.Расчёты проводились для двух схем последовательности возведенияплотины [Саинов.

Оценка влияние…, 2016; Саинов. Влияние формы створа…,2016]. Но в данном пункте анализируются результаты только для схемывозведения плотины без очередей.На рисунках 5.74-5.83 представлены результаты расчёта НДС только длявариантов № 1а, 1c, 3a, 3c, 4c как наиболее отличающихся друг от друга и отварианта №0, описанного ранее.81Рисунок 5.73 - Геометрия расчётных створовВлияние геометрии створа на деформации экрана. Расчёты показали, чтонаибольшее влияние на формирование пространственного НДС экрана оказываетширина русловой части створа, а наклон скальных бортов имеет существенноменьшее значение.

В узких створах за счёт трения камня по скальному бортузаметно (примерно на 20÷25%) уменьшаются осадки плотины, а смещения – ещёболее значительно (примерно в 2 раза) (таблица 5.2 Приложения). За счёт этогоуменьшаются перемещения экрана.Анализ показывает, что во всех широких (варианты 1a, 1b, 2a, 3a, 4a)створахпрогибыэкранапримерноодинаковы–29÷30 см(таблица 5.2Приложения, рисунок 5.74).

В узких створах максимальный прогиб экранауменьшается (рисунок 5.75). Самое минимальное значение прогиба (18,9 см)экран имеет в варианте 4с, в котором скальное ущелье – самое узкое. Посравнению с прогибом в варианте №0, данный прогиб меньше на 35%.82100,0100,0а) вариант №1aб) вариант №1с1,61,6100,0100,0100,0д) №4сг) вариант №3св) вариант №3a1,61,61,6шкала прогибов [см]:0481216202428323640Рисунок 5.74 - Прогибы железобетонного экрана в створах разнойконфигурации (возведение без очередей)Рисунок 5.75 - График изменения максимальных прогибов экрана в створахразной конфигурации (возведение без очередей)Зависимость величины максимального прогиба ЖБЭ от конфигурацииствора хорошо аппроксимируется формулой:83Un U плоскka  b  n(5.21)Здесь U плоск– максимальный прогиб ЖБЭ для плоских условий,na, b, k – эмпирические показатели, – относительная приведённая ширина створа.Величина  зависит от ширины русловой части створа b, высоты плотины Hи заложения скального створа:b c md .H(5.22)Эмпирические показатели получены следующими: с = 0,517, d=0,626,a=0,795, b=0,290, k=2,169.Величины контурных прогибов ЖБЭ мало зависят от конфигурациистворов (рисунок 5.76, таблица 5.3 Приложения)4.

На бортовых участкахконтурные прогибы всегда примерно в 1,5 раза больше, чем на русловых.а) вариант №1аб) вариант №1cв) вариант №3аг) вариант №3cРисунок 5.76 - Контурные прогибы (мм) железобетонного экранав периметральном шве для створов разной конфигурации.Закрашенные эпюры соответствуют схеме возведения плотины в 2 очереди,незакрашенные – схеме возведения без очередей.Исследования перемещений в периметральном шве приведены также в работах [Выборнов,Саинов; Саинов, 2013, Исследование влияния формы створа на работу периметрального шва…]484Во всех вариантах периметральный шов практически полностью раскрыт(рисунок 5.77), даже в самом узком створе.

Но величины раскрытий зависят отконфигурации скального ущельях. В узких створах и в створах с крутымибортами раскрытие меньше. В самом узком створе (вариант 3c) раскрытиесоставляет 30 мм, что более чем в два раза больше (63 мм), чем в самом широкомстворе (вариант 1а).Продольные перемещения в периметральном шве происходят в основномвнизу бортового участка экрана.

Они достигают 25-30 мм (рисунок 5.78),Таким образом, во всех вариантах экран качественно картина деформацийне отличается. Соответственно схожа во всех вариантах и картина распределениянапряжений (рисунки 5.79-5.82).Влияние геометрии створа на напряжённое состояние экрана.Расчёты показали, что качественно картина НДС ЖБЭ мало зависит отформы створа.

Во всех вариантах наибольшую опасность для нарушенияпрочности представляют растягивающие напряжения 1 на низовой грани,возникающие из-за изгибных деформаций (рисунок 5.80).В узких створах опасность образования в ЖБЭ трещин вследствиенарушения прочности на растяжение снижается. В них растягивающиенапряжения 1 становятся менее интенсивными, а на верховой грани они необразуются (рисунок 5.81).Однако для узких створов характерно повышение сжимающих напряжений3 (в основном в направлении от борта к борту) (рисунки 5.81, 5.82).Максимальное сжимающее главное напряжение 3 в варианте 3с на низовой гранидостигло 6,3 МПа, а на верховой 8,7 МПа. Для ЖБЭ плотин в узких створахопасность представляет нарушение прочности на сжатие и образованиевертикальных трещин.

Соответственно раскрытие вертикальных межсекционныхшвов в основном характерно лишь для широких створов (рисунок 5.83).85а) вариант №1ав) вариант №3аб) вариант №1cг) вариант №3cРисунок 5.77 - Раскрытия периметрального шва (мм) в створах разнойконфигурации. Условные обозначения см. на рисунке 5.76.а) вариант №1ав) вариант №3аб) вариант №1cг) вариант №3cРисунок 5.78 - Продольные смещения экрана в периметральном шве (мм)в створах разной конфигурации.

Условные обозначения см. на рисунке 5.76.86100,0100,0а) вариант №1aб) вариант №1с1,6100,01,6100,0в) вариант №3a100,0д) №4сг) вариант №3с1,61,61,6шкала напряжений [МПа]–9 –8 –7–6–5–4–3–2–10123457Рисунок 5.79 - Максимальные главные напряжения 1 на верховой гранижелезобетонного экрана для створов разной конфигурации(возведение без очередей)100,0100,0а) вариант №1aб) вариант №1с1,6100,0100,0100,0д) №4сг) вариант №3св) вариант №3a1,61,61,61,6шкала напряжений [МПа]–9 –8–7–6–5–4–3–2–10123457Рисунок 5.80 - Максимальные главные напряжения 1 на низовой гранижелезобетонного экрана для створов разной конфигурации(возведение без очередей)87100,0100,0а) вариант №1aб) вариант №1с1,6100,0100,0100,0д) №4сг) вариант №3св) вариант №3a1,61,61,61,6шкала напряжений [МПа]–9 –8–7–6–5–4–3–2–10123457Рисунок 5.81 - Минимальные главные напряжения 3 на верховой гранижелезобетонного экрана для створов разной конфигурации(возведение без очередей)100,0100,0а) вариант №1aб) вариант №1с1,6100,01,6100,0100,0г) вариант №3св) вариант №3aд) №4с1,61,61,6шкала напряжений [МПа]–9 –8–7–6–5–4–3–2–10123456Рисунок 5.82 - Минимальные главные напряжения 3 на низовой грани экранадля створов разной конфигурации (возведение без очередей)88100,0а) вариант №1a100,0б) вариант №1с1,61,6100,0100,0г) вариант №3св) вариант №3a1,61,6Рисунок 5.83 - Состояние межсекционных швов на верховой грани экранадля створов разной конфигурации (возведение без очередей).Красным выделены раскрытые швы, розовым – сомкнутые швы, раскрывавшиесяна некоторых этапах, зелёным – сомкнутые швы без нарушений, жёлтым –сомкнутые швы со сдвиговыми нарушениями.Выводы о влиянии формы створа на НДС ЖБЭ:1) Геометрия створа вносит мало качественных изменений в НДС экрана,но влияет на его количественные показатели;2) Ширина русловой части створа имеет более значимое влияние на НДСжелезобетонного экрана нежели, чем наклон скальных бортов.

Характеристики

Список файлов диссертации