ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОМБИНИРОВАННОЙ ПЛОТИНЫ НА ЕЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ
Pages 107-115
Предмет исследования: плотина комбинированной конструкции, в которой давление воды воспринимается совместно бетонной гравитационной плотиной и более высокой каменно-набросной плотиной с железобетонным экраном (ЖБЭ). Цели: исследовать напряженно-деформированное состояние (НДС) комбинированной плотины, выявить влияние на НДС плотины трех основных факторов: первый фактор - высота бетонного сооружения, второй фактор - высота соприкосновения (сопряжения) грунтовой насыпи и бетонного сооружения, третий фактор - деформируемость каменной наброски. На основе исследований дать рекомендации по выбору конструкции комбинированной плотины. Материалы и методы: исследования НДС проводились путем численного моделирования методом конечных элементов. Учитывался нелинейный характер деформирования грунтов и контактов бетонного сооружения с грунтами, основанием и ЖБЭ. Учитывалась последовательность возведения и загружения плотины. Модуль деформации каменной наброски варьировался от 70 до 270 МПа. Результаты: расчеты показали, что бетонное сооружение в составе комбинированной плотины почти самостоятельно воспринимает гидростатическую нагрузку, практически не передавая ее грунтовой насыпи. Выявлено, что наиболее уязвимым узлом конструкции комбинированной плотины является сопряжение грунтовой насыпи с бетонным сооружением. Эта зона характеризуется нарушениями прочности грунта. Следствием нарушений являются значительные смещения в шве между экраном и бетонным сооружением, а также изгибные деформации нижней части экрана. Изгиб экрана вызывает значительные растягивающие напряжения. Выводы: нежелательно выбирать высоту соприкосновения грунтового и бетонного сооружений больше 60…75 % от высоты бетонного сооружения, так как это ведет к повышению нагрузок, воспринимаемых бетонным сооружением, и может привести к нарушению прочности ее контакта с основанием. Не рекомендуется выбирать высоту соприкосновения грунтового и бетонного сооружений ниже 30 % от высоты последнего, так как это ведет к повышению деформаций изгиба ЖБЭ. Для надежности комбинированной плотины необходимо обеспечить модуль деформации каменной наброски не ниже 200 МПа.
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.1.107-115
- Reitter A.R. Design and construction of the New Exchequer dam - the world’s highest concrete faced rockfill dam // World Dams Today. 1970. pp. 4-10.
- Kearsey W.G. Recent developments of upstream membranes for rockfill dams: A thesis submitted to the faculty of graduate studies and research in partial fulfilment of the requirements for requirements for the degree of master of engineering in geotechnique. Edmonton, Alberta, July, 1983.
- Concrete face rockfill dam. Concepts for design and construction. International Commision on Large Dams, Bulletin 141, 2010.
- Garcia F.M., Maestro A.N., Dios R.L. et al. Spain´s new Yesa dam // The International Journal on Hydropower & Dams. 2006. Vol. 13 (3). Pp. 64-67.
- Dios R.L., Garcia F.M., Cea Azañedo J.C. et al. El Diseño del Recrecimiento del Embalse de Yesa // Revista de Obras Publicas. Marzo 2007. No. 3 (475). Pp. 129-148.
- Ляпичев Ю.П. Проектирование и строительство современных высоких плотин. М. : Изд-во РУДН, 2004. 275 с.
- Моисеев С.Н., Моисеев И.С. Каменно-земляные плотины. Основы проектирования и строительство. М. : Энергия, 1977. 281 с.
- Liberal O., Silva Matos A., Camelo D. et al. Observed behaviour and deterioration assessment of Pracana dam // Proceedings, 21st ICOLD Congress on Large Dams, MontrОal, 2003.
- Саинов М.П. Влияние деформируемости каменной насыпи на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана плотины // Вестник МГСУ. 2015. № 3. C. 69-78.
- Саинов М.П. Работа железобетонного экрана каменной плотины в пространственных условиях по результатам численного моделирования // Приволжский научный журнал. 2015. № 3 (35). C. 25-31.
- Brown H.M., Kneitz P.R. Repair of New Exchequer Dam // Water Power and Dam Construction. 1987. Vol. 39 (9). Pp. 25-29.
- McDonald J.E. Repair and rehabilitation of dams: case studies. Vicksburg, Miss. : U.S. Army Corps of Engineers, Engineer Research and Development Center, 1999. 265 p.
- Саинов М.П., Федотов А.А. Анализ напряженно-деформированного состояния комбинированной плотины Нью-Эксчекваер при статических нагрузках // Вестник МГСУ. 2015. № 2. C. 141-152.
- Саинов М.П., Федотов А.А. Анализ сейсмостойкости комбинированной плотины «New Exchequer» на основе численного моделирования // Приволжский научный журнал. 2015. № 4 (36). C. 26-32.
- Рассказов Л.Н., Джха Дж. Деформируемость и прочность грунта при расчете высоких грунтовых плотин // Гидротехническое строительство. 1997. № 7. C. 31-36.
- Саинов М.П. Вычислительная программа по расчету напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин: опыт создания, методики и алгоритмы // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2013. № 9 (4). C. 208-225.
- Reitter A.R. Design and construction of the New Exchequer dam - the world’s highest concrete faced rockfill dam // World Dams Today. 1970. pp. 4-10.
- Kearsey W.G. Recent developments of upstream membranes for rockfill dams: A thesis submitted to the faculty of graduate studies and research in partial fulfilment of the requirements for requirements for the degree of master of engineering in geotechnique. Edmonton, Alberta, July, 1983.
- Concrete face rockfill dam. Concepts for design and construction. International Commision on Large Dams, Bulletin 141, 2010.
- Garcia F.M., Maestro A.N., Dios R.L. et al. Spain´s new Yesa dam // The International Journal on Hydropower & Dams. 2006. Vol. 13 (3). Pp. 64-67.
- Dios R.L., Garcia F.M., Cea Azañedo J.C. et al. El Diseño del Recrecimiento del Embalse de Yesa // Revista de Obras Publicas. Marzo 2007. No. 3 (475). Pp. 129-148.
- Ляпичев Ю.П. Проектирование и строительство современных высоких плотин. М. : Изд-во РУДН, 2004. 275 с.
- Моисеев С.Н., Моисеев И.С. Каменно-земляные плотины. Основы проектирования и строительство. М. : Энергия, 1977. 281 с.
- Liberal O., Silva Matos A., Camelo D. et al. Observed behaviour and deterioration assessment of Pracana dam // Proceedings, 21st ICOLD Congress on Large Dams, MontrОal, 2003.
- Саинов М.П. Влияние деформируемости каменной насыпи на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана плотины // Вестник МГСУ. 2015. № 3. C. 69-78.
- Саинов М.П. Работа железобетонного экрана каменной плотины в пространственных условиях по результатам численного моделирования // Приволжский научный журнал. 2015. № 3 (35). C. 25-31.
- Brown H.M., Kneitz P.R. Repair of New Exchequer Dam // Water Power and Dam Construction. 1987. Vol. 39 (9). Pp. 25-29.
- McDonald J.E. Repair and rehabilitation of dams: case studies. Vicksburg, Miss. : U.S. Army Corps of Engineers, Engineer Research and Development Center, 1999. 265 p.
- Саинов М.П., Федотов А.А. Анализ напряженно-деформированного состояния комбинированной плотины Нью-Эксчекваер при статических нагрузках // Вестник МГСУ. 2015. № 2. C. 141-152.
- Саинов М.П., Федотов А.А. Анализ сейсмостойкости комбинированной плотины «New Exchequer» на основе численного моделирования // Приволжский научный журнал. 2015. № 4 (36). C. 26-32.
- Рассказов Л.Н., Джха Дж. Деформируемость и прочность грунта при расчете высоких грунтовых плотин // Гидротехническое строительство. 1997. № 7. C. 31-36.
- Саинов М.П. Вычислительная программа по расчету напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин: опыт создания, методики и алгоритмы // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2013. № 9 (4). C. 208-225.