Введение к работе
Актуальность темы. К настоящему времени из богатеймего гидроэнергетического потенциала, которым обладает республика Кыргызстан, освоено около 3 Z.
' Отсутствие в республике значимых месторождений нефти и природного газа, низкое качество и неблагоприятные экологические характеристики добываемых углей предопределявг в качестве приоритетного направленна развития ее энергетического потенциала освоение болыих запасов гидроэнергетических ресурсов.
В свази с этим для удовлетворения растущих потребностей государства, а также для подачи электроэнергии в другие регионы СНГ, на ближайвую перспективу намечается строительство 18 ГЭС установленной мощиостьв 6.24 или. кВт ч со среднегодовой выработкой 16 млрд. Квт ч. .
Бетонные гравитрционнне плотины вироко распространены во всем кире благодаря простоте конструкции if способов их возведения, надежности при любой их высоте, в любых природных условиях.
Опыт эксплуатации бетонных плотин на скальном основании показывает, что для них характерны аварии, связанные с нару-иением прочности на растяжение в зоне контакта плотины с основанием со стороны напорной грани.
Как показывавт натурные наблпдения, чаще и быстрее подвергается разрушении участки бетона, работающие на растяжение. Старение и разрушение бетона и скалы в зоне контакта обычно наблюдается при наличии контактной фильтрации, которая в свою очередь, обусловлена прекде всего раскрытием контакта плотина - основание.
Зченнми высказывается мнение, что проблема контакта бе-
тонных плотин 'с'жесткими скальными основаниями является сейчас одной из центральных теи в гидротехнической науке и что причины наррений в этой зоне являются фундаментальными и помимо проектных ошибок их следует искать в напряіенно-деформи-рованном состоянии системы плотина - основание - водохранилище.
Цель и задачи исследования. Цельв данной работы является разработка конструкции гравитационной бетонной плотины на скальном основании, позволяющей устранить зоны растягивающих напряїений на границе сопрякения плотины с основанием, что привело бы'к улучиенив работоспособности системы плотина -основание - водохранилище.
Поставленная цель была реализована при помощи достинения следующих задач:
і). Обоснован и выбран наиболее приемлемый численный метод, позволявший быстро и эффективно решать дакнув задачу. При этом учитывалось чирокое распространение в последнее время персональных ЭВМ и возможность их использования для речения задач этого типа.
2). На .основе выбранного численного метода разработаны программы расчета НДС гравитационной бетонной плотины на скальном основании в упругой постановке для плоской задачи..
3). Исследована работоспособность предложенной конструкции гравитационной бетонной плотины на скальном основании.
4). С использованием математической теории планирования эксперимента получены математические модели площадей и величины растягивавцих напряжений в зоне контакта плотины с основанием под напорной гранью в зависимости от выбранных варьируемых переменных.
S). Проведен анализ и интерпретация полученных моделей и
- 5 -выявлены оптимальные параметры разработанной конструкции.
Научная новизна работы заключается в том. что
1). Путем численных экспериментов доказана возможность и перспективность использования разработанной конструкции гравитационной бетонной плотины" на скальном основании для сниве- -ния растягивающих напряжений в зоне контакта напорной грани плотины с основанием.
2). Исследовано влияние вида основания, размеров и степени удаления полости от напорной грани плотины на эффективность работы предложенной конструкции.
Практическая значимость состоит во внедрении разработан-, ной конструкций в практику строительства и проектирования бетонных гравитационных плотин на скальном основании. Для этого разработаны вычислительные программы на языке "Fortran",
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложзны на IX Всесовзнсй конференции по механике горных пород (Фрунзе, 1989), Межвузовской научно-практической конференции (Фрунзе, 1990), III Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Фрунзе, 1392). Юбилейной научной конференции, посвященной 60-летии образования Кыргызского сельскохозяйственного института ии.К.И.Скрябина (Бишкек, 1992), научных конференциях профессорско-преподавательского состава Кыргызского СХИ (1989 - 1992).
Об"ем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка использованных источников. Общий об"ем работы 150 стр., в том числе 107 стр. машинописного текста, 35 стр. рисунков, 11 таблиц, 8 стр. литературы из 78 наименований.
На защиту выносится:
1. Новая конструкция гравитационной бетонной плотины на
- б -
скальной основании.
-
Исследования, на основании которых были получены математические подели по определению площадей зон растяяения и величин растягивавших напряяений по горизонтальным и вертикальным плоцадкам в основании под напорной гранью плотины, их анализ и интерпретация.
-
Диаграммы для выбора глубины полости и ее удаления от напорной грани при фиксированных значениях отношений модулей деформации скального основания и тела плотины.
