Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности гидротехнического строительства в Непале
1.1 Природно-климатические условия страны 7
1.2 Перспективы развития гидроэнергетики и водного хозяйства 17
1.3 Исследование возможностей применения в составе проектируемых гидроузлов грунтовой переливной плотины 24
1.4. Цель и задачи дальнейших исследований грунтовой переливной плотины 31
Глава 2. Методика гидравлических исследований и расчетного обоснования конструкции грунтовой переливной плотины
2.1 Моделирование гидравлических явлений и модельная установка 32
2.2 Методика гидравлических исследований и оценка точности измеряемых величин 38
2.3 Методика расчетного обоснования устойчивости грунтовой переливной плотины в сейсмических условиях 41
Глава 3- Результаты модельных гидравлических исследований грунтовой переливной плотины
3.1 Гидравлика водосливного откоса грунтовой плотины 48
3.2 Режимы сопряжения и крепление в нижнем бьефе 54
Глава 4. Результаты расчетного обоснования конструкций грунтовой переливной плотины в условиях высокой сейсмичности
4.1. Влияние конструктивных особенностей плотины на устойчивость ее откосов 70
4.2 Методы повышения прочности и устойчивости грунтовых откосов
4.3 Рекомендуемые конструкции откосов грунтовой переливной плотины
Заключение 1
Список использованной литературы 1
Приложение
- Перспективы развития гидроэнергетики и водного хозяйства
- Методика гидравлических исследований и оценка точности измеряемых величин
- Режимы сопряжения и крепление в нижнем бьефе
- Методы повышения прочности и устойчивости грунтовых откосов
Введение к работе
Программой развития народного хозяйства Непала на ближайшие годы намечено значительное увеличение освоения гидроэнергетического потенциала страны и расширение мелиорированных земель. Для этого необходимо задействовать имеющийся водный ресурс, что сопряжено со строительством определенного количества плотин и водохранилищ.
Существенной особенностью Непала является его высокогорное расположение, относительно суровые климатические условия, высокая сейсмичность, отсутствие дорог, дефицит искусственных строительных материалов. В подобных условиях водохозяйственное строительство и сложно, и экономически высокозатратно. Отсюда очевидна актуальность снижения трудозатрат и стоимости строительства в горах.
Максимальное использование местных строительных материалов для возведения плотин и водосбросов - одно из важнейших направлений деятельности исследователей и разработчиков [ 64 ]. Рациональные предложения в этом направлении уже выдвигались. Грунтовая переливная плотина могла бы с успехом решать задачи создания напора и пропуска паводков. Однако в условиях высокой сейсмичности большинства районов Непала поведение такого сооружения детально не изучено.
Обычно повышение сейсмической устойчивости сооружения ведет к его удорожанию, а это противоречит задачи стоящей перед страной -снижение трудозатрат и стоимости строительства. Следовательно, поиск сейсмостойкого, относительно технологичного и экономичного подпорного сооружения в условиях Непала - задача перспективная, обещающая ощутимый экономический эффект.
Цель работы. Научно- расчетное и экспериментальное обоснование применения грунтовой переливной плотины в условиях высокой сейсмичности Непала,
Достигается поставленная цель в процессе решения следующих задач:
- гидравлического экспериментального исследования ступенчатого водосливного откоса грунтовой плотны и установления обоснованных геометрических соотношений его концевого участка для обеспечения благоприятного режима сопряжения бъефов;
- вариантных расчетных проработок конструкции грунтовой переливной плотины с учетом сейсмических воздействии при поиске решения с минимальным объемом грунта в теле сооружения;
- экспериментально - расчетного обоснования методов повышения устойчивости (армирования) откосов грунтовой переливной плотины.
Научнап новизна. В процессе выполнения диссертационной работы на основе анализа данных гидравлических исследований низового водосливного грунтового откоса и расчетов конструктивных вариантных проработок переливных плотин показана техническая и экономическая целесообразность устройства подобных сооружений в условиях высокой сейсмичности.
Для научного обоснования этой целесообразности детально исследованы гидравлика водосливного откоса, режимы сопряжения бьефов и гашения энергии ниже носка-уступа.
Уточнены закономерности изменения коэффициента Шези и скорости потока на шероховатом ступенчатом откосе плотины, выявлены геометрические соотношения конфигурации концевого участка и носка-уступа, даны конструктивные предложения по креплению размываемых русел ниже носка-уступа.
Обоснованы соответствующими расчетами конструктивные решения откосов и методы их армирования для обеспечения устойчивости в условиях высокой сейсмичности районов применения грунтовых переливных плотин.
Практический выход работы. Полученные расчетные зависимости и рекомендации предназначены к использованию при проектировании и строительстве грунтовых переливных плотин различного назначения. Отдельные результаты прошли апробацию на ряде ранее построенных опытных сооружений, а накопленный опыт армирования грунта геотекстильными материалами в других областях позволяет надеяться на успех их применения в сейсмоопасных районах.
На защиту выносятся:
- технико-экономическое и научно-экспериментальное обоснование целесообразности строительства грунтовых переливных плотин в сейсмоопасных районах;
- рекомендации по гидравлическому расчету водосливного откоса грунтовой переливной плотины, назначению конфигурации концевого устройства и выполнению крепления размываемого откоса ниже носка-уступа;
- рекомендации по конструктивному выполнению откосов грунтовой переливной плотины и армированию ее тела геотекстильными материалами для обеспечения ее работоспособности в условиях высокой сейсмичности.
Объем работы Рукопись диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных литературных источников. Объем машинописного текста составляет 120 стр., рисунков 52, табл. 12, списка литературы из 93 наименований.
Перспективы развития гидроэнергетики и водного хозяйства
По расчетам среднегодовой сток непальских рек составляет 200 км . В сочетании со значительным перепадом отметок рельефа поверхности (от 8500 до 200 м над уровнем моря) такие природные условия исключительно благоприятны для строительства ГЭС, Валовой гидроэнергетический потенциал его рек оценивается в 83 млн- Квт (около 730 млрд. квт. час), технический потенциал составляет 45 млн, квт. Около 95% технического потенциала могут быть экономически эффективно освоены. Сейсмически опасная зона Непала и прилегающие территория к нему прогнозируемая численность населения, которого к 2005 году должна достигнуть 23 млн, чел, такие показатели следует считать очень высокими. Такой потенциал позволяет не только полностью обеспечить Непал электроэнергией» но и экспортировать ее в сопредельные с ними Индию, Бангладеш и Пакистан.
Кхимти Кхола-И 1997 305 22 Помимо перечисленных гидроэлектростанций в отдаленных районах действуют несколько изолированных малых гидроэлектростанций, построенных в 1976 г. Энергетика Непала предполагает и в дальнейшем развивать это направление, В настоящее время по уровню энергопотребления Непал находится на одном из последних мест в мире-до 200 квт / час в год на одного жителя при среднем значении этого показателя для всех стран мира -2000 квт/час в год, а для развитых стран нашей планеты 20000 квт / час в год.
Современные прогрессивные силы Непала ставят задачу развития страны до уровня средних показателей мира за 10- 20 лет, что в отношении энергетического потенциала означает необходимость увеличения мощностей на 2000 Мвт, т.е. в среднем не менее чем по 100 Мвт в год.
Магистральным путем развития энергетики Непала считалось строительство гидроэлектростанции средней и большой мощности (Таблица 1,6.) Таблица 1.6 Планируемые к строительству гидроэлектростанции Непала, Наименование Гидроэлектростанции Речнойбассейн Расчетный Напор, м Установленная Мощность Мвт Гарантированная выработкаЭлектроэнергииМлрд. Квт. час Буди Гандаки Гандаки 600 2,24 Калигандаки-П Гандаки 145 660 2.66 Канкай Коси 74 60 0,2 Сапта Гандаки Гандаки 45 225 0,76 Наумуре 200 Арун-Нижний Коси 300 Сети-Заттадный Карнали 278 285 1,92 Арун-Ш Коси 304 402 1,86 Багмати Гандаки 97 210 0,54 Калигандаки-А Гандаки 103 100 0,39 ТамаКоси-Ш Коси 69 Андхи кхола Коси 180 Арун-Верхний Коси 380 Корнали 10800 Сети Гандаки 320 Панчепгори 1000 По прогнозу Непальской энергетической компании к 2005 г. мощность гидроэлектростанций страны должна возрасти до 500 Мвт при выработке энергии порядка 2,2 млрд. Квт. час» Параллельно со строительством последних должно развиваться и строительство линий электропередач 23
Строительство крупных электростанций требует значительных капитальных единовременных вложений и надолго замораживает капитал. Экономически более эффектным является строительство небольших гидроэлектростанций с продолжительностью строительного периода не более 1 года. Параметры таких гидроэлектростанций определяются параметрами реально доступного гидромеханического оборудования и гидротехнический сооружений. В качестве последних можно принять следующие технические решения: - низконапорная плотина из местных строительных материалов с нерегулируемым водосбросом и специальной системой промыва водохранилищ, т.е. со сбросом излишних вод и наносов через тело самой плотины; - головной водозабор; - деривационный канал и (или) водоводы из стекловолокна; - здание гидроэлектростанций с радиально-осевыми или диагональными турбинами,
В ноябре 2000 года непальский король Бирендра официально открыл одну из самых больших частных ГЭС - Химти, мощностью 60 Мвт. Вырабатываемая мощность страны повысилась до 348 Мвт» Непальское правительство выбрало частные предприятия для развития гидроэнергопотенциала Непала. Прогнозируется открытие еще шести ГЭС мощностью от 51 до 402 Мвт; вырабатываемая мощность страны сможет достигнуть 1090 Мвт.
В Непале построено несколько водохранилищ: на реках Карнали, Саптагандаки, Сапгакоси, Махабхарат и Чуриски. Все они находятся в южной части Непала, где сосредоточены самые плодородные земли и большая часть населения. В Непале построены несколько типов подпорных сооружений, в основном земляные и бетонные плотины Из-за дефицита расходных материалов и механизмов в Непале выгодней строить земляные плотины (Кулехани и Марсянгди), чем какие-либо другие.
Методика гидравлических исследований и оценка точности измеряемых величин
В процессе проведения исследований были выполнена оценка погрешностей проводимых измерений параметров потока. Основные результаты этих оценок проводятся ниже. В связи с тем, что свободная поверхность потока в экспериментах имела волнистый характер, точность определения отметок свободной поверхности и глубин потока прямым образом завесила от точности совмещения острия иглы шпитценмасштаба со средним положением уровня воды. Предельные расхождения измеренных значений при многократных замерах не превышали 0,4...0,3 мм. Отчеты по шкале шпитценмасштаба с помощью нониуса осуществлялись с точностью ОД мм. Глубины потока устанавливались как разность показаний на шкале шпитценмасштаба при касании его иглы свободной поверхности потока и дна (жесткого и размываемого). Суммарная ошибка в этом случае составляла ДЬ = 0.4 4- 0.1 + 0.1 - 0.6 мм. Относительная предельная ошибка при определении глубины в диапазоне от 50 до 200 мм составляла 5h = (Ah/h) 100% = [0-6/(50..,200)] 100% = (0.2-.,03) %
Расходы в опытах устанавливались с помощью треугольного водослива с тонкой стенкой. Относительная погрешность измерения расхода при этом составила 5Q = (AQ/Q) 100% = (О.О4,..0ЛЗ)%
Относительная погрешность определения коэффициентов расхода гребня грунтовой переливной плотины была равна Зм-(Дм/м) 100% = AQ/Q + Ab/b + 3/2Ah/h (3.,J.5)%, где AQ, ЛЬ, Дк - соответственно абсолютные погрешности измерения расхода, ширина водослива (лотка) и напора.
Расчет устойчивости откосов земляных масс остается до сих пор наиболее ответственной частью проектирования грунтовых гидротехнических сооружений. В практике проектирования грунтовых плотин наибольшее распространение получил метод круглоциллиндрической поверхности обрушения, предложенный Петерсеном и Ггольтеном в 1916 году. Этот метод имеет большое число модификаций. Одним из них, получившим наибольшее распространение, является метод, разработанный КЛерцаги с учетом фильтрационных сил, по предложению Флорина В.А.
Определение устойчивости откосов этим методом требует затраты большого количества времени. Чтобы облегчить труд проектировщика, в настоящее время созданы вычислительные программы для ЭВМ, которые позволяют механизировать этот расчет [ 66 ]. В данных исследованиях, воспользуемся методикой [ 66 ], разработанной на кафедре гидросооружений МГСУ.
При расчетах на основное сочетание нагрузок для грунтовых плотин в соответствии со СНиП 11-50-74 м, пс принимаются равными 1, Таким образом, при получении формулы / 8 / использовалась гипотеза отвердевшего массива обрушения, т.е. предполагалось, что, весь массив обрушения движется, как единое целое, не меняя своей формы Основной проблемой, требующей своего разрешения, остается определение Рв. Здесь можно выделить три случая: 1 .В пределах массива обрушения имеется горизонтальная поверхность грунтовых вод или вода вообще отсутствует. При этом Рф + Рк=0, действует только Рвзв (Рф - фильтрационные силы, Рк - поровое давление, вызванное консолидацией, Рвзв-взвешивающие силы).
В пределах сползающего массива имеется установившийся фильтрационный поток. Действуют силы Рф + Рвзв (Рк 0), что соответствует t - со (t - время консолидации). К особым нагрузкам относят действие постоянных (собственный вес, гидростатическое давление воды и т.д.) и временных длительных (поровос давление, ледовые нагрузки) или отдельных кратковременных (волновые нагрузки, от подъемных и транспортных нагрузок и воздействий типа сейсмических) нагрузок. Сейсмические силы - силы массовые, В каждом отсеке обрушения они принимаются сосредоточенными.
Равнодействующую сейсмических сил Б каждом отсеке обрушения можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. В этом случае J соза, т S(GJ " РА -S0sinaj)cos VPj +с J К = где So - равнодействующая сейсмических сил в отсеке, as - угол наклона сейсмической силы к горизонту. Часто в расчетах принимают направление So горизонтальным, т.е. не учитывают вертикальную составляющую акселерограммы. В этом случае as - О, Величина So определяется в соответствии со СНиП П-7-Sl. Расчетная сейсмическая нагрузка в рассматриваемом j - м отсеке формируется из сил Sij, определенных по формам колебаний I: Sij = Kl К2 Qj A pj К\\! rij cos as, где Kl - коэффициент учитывающий допускаемые повреждения грунтовых плотин. Так как в грунтовых плотинах допускаются остаточные деформации, повреждения, трещины, которые затрудняют постоянную эксплуатацию при обеспечении безопасности людей, то принимают К1=0,25 К2 - коэффициент, учитывающий особенности конструктивных решений. При расчете грунтовых плотин принимают К2 = 0,8 при высоте плотины менее 60 м и К2 1 при высоте плотины более 100 м. В интервале между 60 и 100 м К2 принимается по интерполяции, Qj - вес j - го отсека, A - коэффициент сейсмичности (отношение сейсмического ускорения к ускорению свободного падения), значения которого следует принимать равным 0,1 , 0,2 , 0,4 соответственно, для расчетной сейсмичности 7, 8 и9 баллов, К\/ - коэффициент учитывающий затухание. В расчетах грунтовых плотин при сейсмичности площадки строительства 7 и 8 баллов Кцг = 0,7 а при сейсмичности 9 баллов K\\i = 0,65 pi - коэффициент динамичности, который принимается согласно СНиП П 7-81 в зависимости от грунтов основания. - коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при колебании по і - му тону и от места расположения равнодействующей в j м отсеке. Таким образом , основная сложность расчета связана с определением r\ ij. Формирование коэффициента формы колебаний осуществляется для точки j по і - й форме как T]ij xij кт]і , где KV=U , k=i Xij - смещения точек плотины при собственных колебаниях по і - й форме. По каждой из расчетных форм определяется КгІ и затем для каждого элемента j находится rpj. В программе этот подсчет сделан более дифференцированно.
Режимы сопряжения и крепление в нижнем бьефе
При переливе воды через гребень неподтопленной плотины поступающий в нижний бьеф поток, как показано выше, имеет глубину меньше критической. Бытовая же глубина в русле реки ниже сооружения обычно больше критической. Поэтому переход потока от бурного состояния к спокойному будет происходить на участке сопряжения по одной из известных форм: донным затопленным или поверхностным прыжком. Обеспечиваются данные режимы сопряжения соответствующим устройством концевой части переливного сооружения: плавным переходом от водосливного откоса к водобою или выполнением носка - уступа.
Выбор режима сопряжения бьефов в общем виде — задача технико-экономическая. Исходной информацией к технико- экономическому сравнению служат данные о гидравлических и гидродинамических характеристиках потока на участке сопряжения и материальных затратах на соответствующее конструктивное выполнение крепления русла от размыва. Оптимальное решение находится из условия минимума вложений на устройство креплений при их одинаковой надежности.
Наиболее простой и хорошо изученной формой сопряжения бьефов является донный затопленный гидравлический прыжок. Устройство для его обеспечения включает мощную водобойную плиту, гибкую рисберму (на нескальных основаниях), заканчивающуюся заполненным камнем ковшом. Общеизвестно, что это широко признанное решение, как правило, оказывается одним из самых дорогих устройств по защите русла от размыва.
В качестве альтернативы донному гидравлическому прыжку в течение XX столетия неоднократно предлагалась форма сопряжения поверхностным прыжком. Соответствующие обоснования и предложения можно встретить в работах Н.П.Пузыревского, А.А. Сабанеева, И.И. Леви, Д.И. Кумина, С.МСлисского, Н.Н. Беляшевского, М.Ф. Складнева, П.И. Гордиснко, КШ. Правдивца [ 46 ]. Поверхностный режим сопряжения имеет существенное преимущество: транзитная струя сбрасываемого с носка — уступа потока входит под уровень нижнего бьефа у его свободной поверхности и образует в придонной области в зависимости от высоты уступа и глубины протяженную водоворотную зону; по мере удаления от сооружения и расширения в вертикальной области транзитная струя достигает дна, но максимальные скорости при этом сохраняются в верхней части потока- Такой режим сопряжения позволяет свободно пропускать через сопряжения лед и плавающие тела.
Вмести с тем указанный способ сопряжения, по мнению оппонентов, имеет ряд существенных недостатков; многообразие форм поверхностного прыжка, трудности в обеспечении устойчивого существования выбранной формы прыжка, меньшую эффективность гашения кинетической энергии в поверхностном прыжке в сравнении донным [ 10 ]. Поэтому в практике гидротехнического строительства эта форма сопряжения встречается редко.
Действительно, при обеспечении поверхностного режима носком -уступом его наиболее благоприятная форма - незатопленный поверхностный прыжок существует в очень узком диапазоне изменения расходов и уровней нижнего бьефа. С повышением уровня незатопленный поверхностный прыжок переходит в затопленный, а с понижением - в донный» Следовательно, на реках со значительными колебаниями уровней воды в русле обеспечение поверхностного режима сопряжения возможно только при пропуске максимальных расходов, что и было реализовано на одном из водосливных пролетов Днепрогэс, При меньших расходах воды струя может переходить в донный режим. А эта смешанная форма сопряжения уже вряд ли даст какие - либо экономические преимущества.
Ограничения в применении поверхностного режима сопряжения бьефов устранил П.И, Гордиенко устройством в нижнем бьефе наклонного многоступенчатого водобоя [ 10 ] Выполнение водобоя проницаемым с уклонами в пределах 0,17- 0,18 обеспечивает устойчивый поверхностный режим практически при любых расходах и уровнях воды. Однако местоположения поверхстного прыжка на откосе (в отличие от носка — уступа) не остается постоянным: с изменением уровня воды прыжок перемещается вверх или вниз, что ведет к устройству водобоя на значительном протяжении откоса. Присущие конструктивному решению ҐШ. Гордиенко недостатки устранил в последующем Ю.П. Правдивец [ 60 ]. Это удалось сделать путем комбинированного выполнения концевого участка водосливного откоса: наклонного быстротока и носка - уступа. Решение сочетало в себе положительные качества носка - уступа (фиксацию положения прыжка) и наклонного многоступенчатого откоса - быстротока (независимость режима сопряжения от колебаний расходов и уровней). Им же даны рекомендации по назначению конфигурации концевого участка, высотного положения носка - уступа, определению глубины воды в нижнем бьефе.
В дальнейшем ряд уточнений в рекомендации по устройству концевого участка водосливного участка сделал Субарна Шрестаа [ 81 ]. В частности, им детально исследовано влияние длины носка на режимы сопряжения. При этом уклон водосливного откоса составлял соответственно 1: 1,5 и 1: 2,5. Однако основной объем исследований влияния конфигурации и высотного положения носка - уступа на режимы сопряжения выполнен при удельных расходах более 20 м / с. В данной же работе более детально рассмотрены режимы сопряжения в диапазоне небольших удельных расходов 5 - 40 м / с и уклонах водосливного откоса 1:1,5; 1:2; 1:2,5; 1:4. Предмет исследования заключался в установлении степени влияния уклона водосливного откоса, высоты носка — уступа, его длины и наполнения нижнего бьефа на характеристики поверхностного прыжка, В результате проведения гидравлических экспериментов удалось уточнить конструктивное решение концевого участка водосливного откоса. Излишне крутой уклон откоса затрудняет отклонение транзитной струи вверх, что соответствен требует удлинения носка.
Методы повышения прочности и устойчивости грунтовых откосов
Повышение прочности и устойчивости грунтовых сооружений за счет армирования начали применять еще в XIX веке. Первоначально в качестве арматуры (укрепляющих элементов) использовали деревянные элементы (жерди, хворост, отходы лесопильных заводов - доски, рейки, горбыль). В литературе упоминается применение армирования грунта при строительстве подпорных стенок, креплении откосов, берегоукреплений в богатых лесом районах Австро-Венгрии, Швейцарии, США, России.
Современное армирование грунтовых сооружений путем укладки стальных стержней положено с публикации в 1966 г, результатов своей работы французского инженера А. Видаля [51 ]. Первоначально укрепленные стальной арматурой насыпи применялись в дорожном строительстве, а затем они появились в гидротехнических подпорных сооружениях (плотинах). Армирование грунта позволило не только повысить прочность и устойчивость сооружений, но и значительно сократить объемы насыпи за счет увеличения крутизны откосов вплоть до вертикального с применением облицовки. Некоторые схемы плотин с применением армированного фунта представлены на рис. 4.13.
Плотины из армированного грунта построены в различных климатических зонах США, Канады, Японии, Мексики, ЮАР, Австралии, Таджикистане (Нурек). Для их возведения использованы практически все виды грунтов: песчаные, песчано-гравелистые, гравслистые, каменные, в последнее время глинистые. По мере накопления опыта наряду с металлической арматурой (оцинкованная сталь, сталь с эпоксидным покрытием, нержавеющая сталь) начали применять железобетонные элементы (Нурек), синтетические материалы в виде геотекстиля.
По мнению специалистов Франции, США, ЮАР, Австралии [ 50 ], наиболее эффективны плотины из армированного грунта в сооружениях, допускающих перелив воды через гребень в процессе строительства, так и при эксплуатации. Остановимся на ряде характерных примеров построенных сооружений» железобетонная облицовка; 4 - анкер применением специальных ограждении в плотинах отсутствует низовая упорная призма, и пропуск воды осуществляется через водослив на гребне с отбросом струи» Естественно, что такие плотины возводятся только на скальном основании.
Паводковый сбросной расход воды составляет 90 м / с. Центральная часть плотины армирована металлическими стержнями, стенка с низовой стороны выполнена из сборных железобетонных элементов. Экономический эффект в сравнении с традиционной плотиной оценен в 10 %. Однако повысилась технологичность возведения и сократились сроки строительства.
Во многих странах (Австралия, ЮАР, Мексика, и др.) при строительстве грунтовых плотин армирование металлическими стержнями и сетками низовой упорной призмы применяли для уменьшения ее объема и повышения устойчивости при пропуске паводков переливом через недостроенное сооружение [ 77 ]. Накопленный опыт свидельствует об определенном положительном эффекте подобных решений. Однако в случаях пропуска паводковых вод переливом через сооружение этот эффект возможен только при кратковременных воздействиях с небольшими удельными расходами (менее 10 м / с). При продолжительных переливах от динамических воздействий стальная арматура и сетки начинают разрушатся [ 77 ]. Примеры конструктивных решений армированных каменных откосов плотин представлены на рис. 4.16 и 4Л 7.
Практические и теоретические основы армированного грунта разрабатывались как за рубежом (Бассет, Бейда, Боден Ж.Б., Болтон, Ватанабес, Вестсргард, Видаль А,, Джоунс К, Д., Кигольд Т. С, Кристофер Б. Р., Нейлорт, Рисардс Х.,Стейнбергер С. Б и др-) так и в России (Аксёнов А.К., Архангельский В., Волохова М.Н., Воронель Д.А., Евдокимова И.М., Иващенко И,И., Каганов Г.М,, Лятхер В.М,, Липник В.Г., Силкин A.M., Тимофеева A.M., Федоровский В.Г., Хамдамов Б.Х., Щербина ЕЛ, и др.) При этом в оценке работы армированного грунта просматривалось два подхода. Первый предполагал аналогию работы железобетона и армогрунта, т.е. армирование воспринимает растягивающие напряжения, а грунт исключительно сжимающие. Однако похожая картина может иметь место в основном в подпорных стенах с вертикальной облицовкой, от которой и будет возникать растягивающие усилия. В откосных же сооружениях армирование снижает или устраняет продольную составляющую скорости деформации грунтовой среды за счет сил сцепления грунта и армирующего материала.
Несмотря на то, что армированный грунт представляет сложную анизотропную среду в расчетах устойчивости армированных откосов используют известный метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения[ 65 ]. При этом предполагается, что наличие растягивающих усилий в арматуре приводит к появлению дополнительного удерживающего момента относительно центра кривой скольжения. Для получения расчетных параметров среды и действующих моментов приходится вводить условные силы трения и сцепления, что при использовании стальной в виде стержней арматуры дает весьма приближенные результаты. Кроме того , металлическая арматура НПУ (53,34 Рис.4 Л 6 ,Плотина Палуна (Австралия) : I - каменная отсыпка слоями 0,9...1,35 мх виброукаткой; 2 - подэкрановая подготовка из мелкого камня, слои 0,45 м с виброукаткой; 3 - железобетонный экран г,-,..0,5 м с двойной арматурой /J = 0,75 %, швы через 16 м; 4 - арматура; 5 -зуб; 6 - противо-фильтрационная завеса Плотина Косонка (ЮАР): А - каменная отсыпка из карьерного камня; Б - то же.армированная; I - армосетка; 2 - арматурные стержни ф 29 мм; 3 - то же, но расположенные параллельно откосу; 4 -то же, диагональные стержни; 5 - стержни, уложенные вдоль каждого слоя; 6 - стержни ф 19 мм; 7 - стержни ф 29 мм внизу у основания плотины и диаметром 19 мм вверху; 8 - армосетки из прутьев через 38 см поперек откоса и через 15 см вдоль откоса; 9 - стержни диаметром 29 мм поперек откоса; 10 - диагональные стержни ф 29 мм коррозирует, создает технологические сложности при возведении сооружений из армированного грунта.
Исследования последних лет[ 82 Доказывают, что большинство исследователей склоняются к более широкому использованию в сооружениях из армированного грунта геотекстильных материалов. Они значительно упрощают строительные работы, снижают трудоемкость и стоимость строительства.
Вместе с тем для геотекстильных материалов характерны значительные упруго - пластические и пластические деформации, что может сказаться на несущей способности сооружения из армированного геотекстилем грунта. Но геотекстиль и грунт, в свою очередь, обеспечивают достаточно хорошее сцепление друг с другом- Это обстоятельство в грунтовых откосных сооружениях весьма удачно может быть использовано, если известны индикаторные диаграммы геотекстильного материала а ={є), где т - напряжение, а є -относительные деформации (удлинение).
Исследованию прочностных и деформитивных характеристик ряда геотекстильных материалов посвящена работа Н.И Шералиева [ 82 ].Им в лаборатории земляного полотна и геотехники СоюздорНИИ испытаны образцы геотекстиля в виде полосок шириной 10(150)мм и длиной 100(200)мм из США, России, Франции, Венгрии. В процессе испытаний на каждой ступени нагрузки фиксировались величина удлинения вплоть до растяжения образца.
