Диссертация (1141446), страница 73

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

Текст из файла (страница 73)

свойств № xверховаявар. свойств № 2xвар. свойств № xнизоваявар. свойств № 2x20 мграньЖБЭ10035 м10001,221,224.319.821.418.220.516.415.713.728.621.624.218.710021,2100021,2223.7 22.4 16.4 27.8 21.617.6 17.8 12.5 20.9 1617.5 24.2 16.5 29.5 19.714.4 18 12.8 21.9 15.5Неоднозначное влияние на НДС ЖБЭ имеет высота его сопряжения сбетонной галереей, но в целом при высоте диафрагмы 20м НДС ЖБЭ оказываетсяхуже (рисунки 7.8-7.9 Приложения), чем при высоте диафрагмы 35м.В итоге приемлемые значения прочности на сжатие в ЖБЭ (14,5 МПа длякласса B25) можно достичь только при толщине ЖБЭ не менее 2 м идефомируемости каменной наброски не менее 200 МПа. При этом рекомендуетсядиафрагму выполнять из литого глиноцементобетона.Для НДС диафрагмы характерно наличие продольных сжимающих усилий идеформаций изгиба. Наибольший изгиб диафрагма испытывает в областисопряжения со скальным основанием и с бетонной галереей (рисунки 7.19б,7.20б).Опасность представляет узел сопряжения с основанием, т.к.

изгибныедеформации могут вызвать появление в диафрагме растягивающих напряженийy. По результатам расчётов при выполнении диафрагмы из глиноцементобетонаварианта №4 можно ожидать нарушения прочности на растяжение (рисунок 7.19в,7.10в Приложения), а при выполнении из глиноцементобетона варианта №1растягивающихПриложения).напряженийнеобразуется(рисунок 7.20в,рисунок 7.11в176а)б)в)г)Рисунок 7.19 - НДС диафрагмы высотой 35 м при выполнении её изглиноцементобетона с E=1000 МПа и при варианте свойств каменной наброски№2x.а – осадки (см), б – смещения (см), в – вертикальные напряжения на верховойграни (МПа), г – вертикальные напряжения на верховой грани (МПа).Пунктирной красной линией показана прочность на сжатие.В остальной части НДС диафрагмы более благоприятное.

В случае, есликаменная наброска в теле плотины хорошо уплотнена (вариант свойств каменнойнаброски №2x) прочность глиноцементобетона на сжатие не нарушается ни вварианте глиноцементобетона №1, ни в варианте №4 (рисунки 7.19в,г, 7.20в.г,рисунки 7.10-7.11,в,г Приложения).а)б)в)г)Рисунок 7.20 - НДС диафрагмы высотой 35м при выполнении её изглиноцементобетона с E=100 МПа и при варианте свойств каменной наброски№2x.Обозначения см. на рисунке 7.19.177Таким образом, наше исследование обосновало техническую эффективностьстроительстваприменениядлястроительствасверхвысокойплотиныпредложенного типа плотин – каменно-набросной плотины с комбинацией двухПФЭ – ЖБЭ и диафрагмы, возводимой из глиноцементобетона методомбуронабивых свай. Исследование показало, что в такой плотине оба ПФЭнаходятся в благоприятном НДС – они не испытывают растягивающихнапряжений.

Однако было выявлено, что для обеспечения надёжной работысверхвысокой плотины с комбинацией тонкостенных ПФЭ необходимо соблюстиряд условий: Толщины ЖБЭ и глиноцементобетонной диафрагмы должна составлятьоколо 2м, чтобы обеспечить их прочность на сжатие; Модуль деформации каменной наброски должен составлять не менее200 МПа; Для устройства стены рекомендуется применять глиноцементобетон смодулем деформации не выше 500 МПа.Следует отметить, что по сравнению с классической конструкцией каменнонабросной плотины с ЖБЭ, в предложенной конструкции ПФЭ имеетвозможность лучше адаптироваться к деформациям каменно-набросной плотины.Был также проведён приближённый расчёт работы плотины с комбинациейПФЭ на температурные воздействия.

Приближённо принималось, что ЖБЭ иглиноцементобетонная диафрагма равномерно остывают/нагреваются как подлине, так и по толщине на 20С. Было получено, что за счёт подвижногосоединения ПФЭ между собой температурное воздействие не вызывает в нихзначительных температурных напряжений. В железобетонном экране приварианте каменной наброски №2x температурные напряжения не превышают1,7 МПа. Т.к. ЖБЭ сжат от статических нагрузок, то и температурное воздействиене приводит к появлению растягивающих напряжений. Если диафрагмавыполнена из литого глиноцементобетона, то температурные напряжения в нейблизки к 0.178Ещё одной из перспективных конструкций каменно-набросной плотины скомбинациейПФЭявляетсявариант,предложенныйВНИИГ[Заирова,Филиппова, Орищук, Созинов, Радченко]. В этом варианте железобетонный экрансопрягается не тонкой глиноцементобетонной диафрагмой, а с массивнойинъекционной завесой (рисунок 7.21). Проведённое нами исследование НДСданной конструкции сверхвысокой каменно-набросной плотины показало, что онатакже может быть более надёжной по сравнению с классической плотиной с ЖБЭ[Котов, Саинов].

Надёжность данной конструкции определяется жёсткостьюматериала инъекционной завесы. Только при применении для инъекции глинистоцементных растворов может быть обеспечено отсутствие трещин в ПФЭ.Рисунок 7.21 - Конструкция каменно-набросной плотины с комбинациейжелезобетонного экрана и инъекционной завесы.1 – упорная призма из каменной наброски, 2 – железобетонный экран, 3 –подэкрановая зона, 4 – инъекционная галерея, Ц – инъекционная завеса, О –скальное основание, I, II, III – очереди строительства.Выводы к главе 7:1. Создание комбинированных плотин, сочетающих в себе грунтовуюнасыпь и массивную бетонную конструкцию, следует считать нецелесообразным.В такой плотине зона контакта между бетонной и грунтовой частями имеетнеблагоприятноеНДС,котороеможетпривестикнарушению179водонепроницаемости плотины. Это подтверждает опыт эксплуатации плотиныNew Exchequer.2.

Перспективнойкомбинациявдлягрунтовыхпротивофильтрационныхреализацииплотинахэлементов.идвухНашисовершенствованиятонкостенныхисследованияявляетсянегрунтовыхпоказали,чтоконструкция плотины, в которой сочетаются железобетонный экран (в верхнейчасти) и глиноцементобетонная стена (в основании и нижней части), являетсядовольно удачной и работоспособной. В такой плотине и ЖБЭ и экран имеютблагоприятное НДС, их условия работы лучше, чем, если бы они былиединственным ПФЭ плотины.Обоснована техническаяэффективность строительства сверхвысокойкаменно-набросной плотины с комбинацией ЖБЭ и глиноцементобетоннойдиафрагмы.

Даны рекомендации по выбору материала стены, толщины ПФЭ иконструкции узла сопряжения двух противофильтрационных элементов.Также возможна комбинация ЖБЭ с инъекционной завесой, выполненнойиз податливого материала.180ЗАКЛЮЧЕНИЕПо результатам исследований можно сделать следующие общие выводы ирекомендации:1. Решение задачи о напряжённо-деформированном состоянии грунтовыхплотин с жёсткими негрунтовыми противофильтрационными элементами имеетсвои особенности, которые отличают её от других подобных задач. Методикарешения этой задачи должна учитывать эти особенности. К важнейшим изфакторов, которых следует учитывать, относятся следующие: нелинейностьконтактноговзаимодействияжёсткихнегрунтовыхконструкций с грунтовым массивом (возможность проявления проскальзывания,отлипания и др.

эффектов), технологическая схема возведения грунтовых плотин и негрунтовыхконструкций, сложный характер деформаций тонкостенных конструкций в грунтовоммассиве, который для его описания при численном моделировании требуетприменения конечных элементов повышенной точности, нелинейность поведения грунтов тела высоких грунтовых сооружений, наличие нагрузок воздействий на сооружение от фильтрационногопотока, а также температурных воздействий.В рамках данной работы автором создана методика решения задачи о НДСгрунтовыхплотинсжёсткиминегрунтовымипротивофильтрационнымиэлементами, её алгоритм и вычислительная программа, которые позволяют учестьвсе необходимые особенности.2.

Условия работы негрунтовых противофильтрационных конструкций вгрунтовых сооружениях – сложные. Их НДС в основном определяется характеромдеформаций грунтового массива и характером контактного взаимодействия с ним.Поэтому чем больше соотношение модулей деформации материала негрунтовойконструкции и грунта, тем выше уровень напряжений в конструкции.181При неоднородном строении грунтового массива, наличии в нёмослабленных зон, характер деформаций грунтового массива становится болеесложным и может вызвать опасность нарушения прочности негрунтовойконструкции.При работе в грунтовом массиве негрунтовые противофильтрационныеконструкции могут испытывать сжимающие и растягивающие продольныедеформации, сложные изгибные деформации, в т.ч.

даже в плоскости самойконструкции. Условия работы вертикальных стен (диафрагм) и экранов сильноразличаются – для стен характерна возможность появления сжимающихпродольныхусилий,дляэкранов–растягивающих.Большуюрольвформировании НДС тонкостенных конструкций играет трение между ними игрунтовым массивом, т.к. именно через трение на конструкции передаютсясжимающие/растягивающие продольные усилия.Для конструкций, выполненных из бетона, наибольшую опасностьпредставляют изгибные деформации, т.к. они вызывают появление в конструкциизначительныхрастягивающихнапряжений,превышающихпрочностьнарастяжение.Сложность условий работы жёстких негрунтовых противофильтрационныхконструкций в грунтовых плотинах не позволяет достоверно прогнозировать ихНДС простыми аналитическими методами. Для учёта особенностей формированияих НДС требуется выполнение расчётов численными методами.3. Противофильтрационныеконструкции(стенки,диафрагмы),выполненные методом «стена в грунте» являются очень перспективным типомпротивофильтрационных устройств.

Исследования показали, что они с успехоммогут применяться в качестве противофильтрационных элементов в основаниигрунтовых плотин, в теле ремонтируемых грунтовых плотин и даже во вновьвозводимых грунтовых плотинах.НДС конструкций, возведённых методом «стена в грунте» как правильноболее благоприятно, чем у традиционных диафрагм. Это объясняется тем, что их182возведение происходит уже после завершения формирования НДС грунтовогомассива и они испытывают меньшие усилий от деформаций грунтового массива.Неблагоприятные условия для работы противофильтрационных стенвозникают тогда, когда окружающий массив грунта испытывает деформацииуплотнения в вертикальном направлении (например, при наращивании плотины).В этом случае жёсткая негрунтовая конструкция концентрирует в себезначительные сжимающие усилия, которые могут привести к нарушениюпрочности на сжатие.Задача по обеспечению прочности противофильтрационных стен во многомобусловлена правильным выбором её материала.

В большинстве случаев модульдеформации материала стены не должен превышать модуль деформацииокружающего грунта в 2-5 раз. Эти требования жёстче, чем рекомендации ICOLD.При устройстве противофильтрационных стен в неоднородных основаниях вкачестве материала стены следует выбирать тот, модуль деформации которогопрактически равен модулю деформации наиболее слабого материала.В большинстве случаев в качестве материала стены рекомендуетсяприменять пластичный глиноцементобетон.

Характеристики

Список файлов диссертации