Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Гаспарян Аргам Папинович

Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов
<
Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Гаспарян Аргам Папинович. Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.07 Москва, 2006 160 с. РГБ ОД, 61:07-5/1928

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современные тенденции и проблемы в строительстве плотин из укатанного бетона 8

1.1. Некоторые сведения о строительстве плотин из укатанного бетона (УБ) 8

1.2. Особенности физико-механических свойств УБ 17

1.3. Современные технологии строительства плотин из УБ 18

1.4. Современные конструкции плотин из УБ 21

1.5. Современные методы расчета НДС плотин из УБ 25

1.6. Выводы по главе. Цель и задачи исследования 32

Глава 2. Физико-механические свойства УБ 36

2.1. Укатанный бетон как строительный материал 36

2.2. Деформируемость и прочность УБ 37

2.3. Ползучесть УБ 50

2.4. Теплофизические свойства УБ 59

2.5. Водопроницаемость УБ 60

2.6. Основные выводы по главе 61

Глава 3. Теоретические основы расчета ндс плотин из УБ 63

3.1. Основные положения 63

3.2. Теоретические основы численного моделирования НДС системы сооружение-основание 64

3.3. Выбор механической модели УБ 73

3.4. Программный комплекс PLAXIS 80

3.5. Решение тестовой задачи 84

3.6. Выводы по главе 90

Глава 4. НДС плотин из уб с учетом ослабленной зоны 91

4.1. Постановка задачи 91

4.2. НДС плотины из УБ высотой 71 м с ослабленной зоной 94

4.3. НДС плотины из УБ высотой 140,8 м с учетом ослабленной зоны в изменчивости свойств прочности УБ и швов в процессе нагружения 108

4.4. Учет дилатантных свойств УБ 115

4.5. Учет наклона слоев УБ в ослабленной зоне 116

4.6. Учет противофильтрационноїо элемента на верхнем бьефе.. 124

4.7. Основные выводы 131

Глава 5. Расчет ндс плотины из УБ 132

5.1 Общие положения. Исходные данные 132

5.2. Анализ результатов исследований ІЩС плотины 132

5.3. Влияние свойств УБ на НДС плотины 143

5.4. Выводы по главе 152

Общие выводы 153

Литература 155

Введение к работе

Актуальность темы диссертации. В настоящее время во многих странах мира установилась тенденция строительства плотин из укатанного бетона (УБ), отличающегося низким содержанием цемента, высоким содержанием пуццоланы (золы уноса) и крупнозернистых фракций (гравия). Технология строительства плотин из УБ проста, что позволяет строить плотины высокими тепами, сопоставимыми с темпами строиіельства грунювых плотин.

Все это делает строительство плотин из УБ экономичным, технологичным и конкурентоспособным. Вместе с тем это определяет необходимость углубленного и всестороннего изучения их напряженно-деформированного состояния (НДС), в том числе, устойчивости и прочности в отдельных частях. Для этой цели широко применяются методы физического и математического моделирования, в том числе, метод конечных элементов (МКЭ). Это особенно актуально в связи с тем, что УБ является новым строительным материалом, механические свойства которого изучены сравнительно мало. Математическое моделирование НДС (МКЭ) в решении этих проблем должны занимать доминирующее положение, как наиболее экономичные и эффективные.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является изучение и совершенствование методов математического (численного) моделирования НДС плотин из УБ с учетом ослабленной зоны, обусловленная низкими механическими свойствами слоев УБ и швов между ними для установления закономерностей формирования и трансформации НДС системы сооружение-основание и выявления механизма разрушения ослабленной зоны и устойчивости плотины в целом.

Для достижения этой цели ставились и решались ряд задач по оценке НДС системы сооружение-основание МКЭ и анализировались результат решений этих задач, с учетом особенностей влияния различных факторов.

Основные задачи исследований. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- анализ современного состояния строительства плотин из УБ и возни
кающие в связи с этим проблемы;

- обзор существующих методов изучения и описания физико-
механических свойств УБ, в том числе на основе моделей упруго-
пластических сред;

-обоснование и выбор расчетной схемы взаимодействия системы плотина-основание с учетом ослабленной зоны в плотине;

обоснование и выбор расчетной упруго-пластической модели УБ, слоев УБ и швов между слоями на основе теории прочности Мора-Кулона;

обоснование и выбор расчетных характеристик упруго-пластической модели У Б и швов;

обоснование и выбор метода математического моделирования НДС системы плотина-основание, т.е. МКЭ;

постановка и решение задач по количественной оценке НДС системы плотина-основание с учетом ослабленной зоны в плотине;

анализ результатов математического моделирования НДС с системы плотина-основание, составление рекомендаций для использования результатов исследований в практике.

Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Для описания механических свойств УБ использована модель упруго-пластической среды, основанная на теории прочности Мора-Кулона. Показано, что для сред, обладающих различным сопротивлением на сжатие и на растяжение, целесообразно использовать теорию прочности Мора-Кулона.

  2. Поставлены и решены ряд задач по количественной оценке НДС плотины из УБ с учетом ослабленной зоны и другими факторами, в том чис-

ле: изменчивости свойств УБ в процессе нагружения, контактных элементов между слоями, дилатансии и др.

  1. Выявлен механизм формирования и трансформирования НДС в плотине из УБ с учетом ослабленной зоны, в том числе механизм раскрытия швов между слоями УБ и разрушения слабого слоя.

  2. Показано, что наличие слабою слоя в плотине локализует процесс разрушения внутри этого слоя и он не распространяется в соседние слои.

  3. Показана возможность количественной оценки НДС системы плотина-основание на всех этапах нагружения, т.е. возможность одним расчетом дать оценку состояния плотины по двум группам предельных состояний.

Практическое значение работы.

Практическое значение работы заключается в том, что полученные результаты исследований позволяют:

повысить достоверность и точность количественной оценки НДС системы плотина-основание с учетом ослабленной зоны, в том числе механизма раскрытия трещин и разрушения;

учитывать влияние различных факторов на НДС системы плотина-основание, в том числе: особенности свойств слоев УБ и швов между ними, изменчивость этих свойств в процессе нагружения, дилатансии и др.

разработать экономически эффективные конструкции плотин из УБ, в том числе комбинированные.

Реализация работы. Результаты выполненных работ будут использованы в НИР кафедры МГСУ, а также автором диссертационной работы в своей научной и практической деятельности в Армении.

На защиту выносятся

Результаты теоретических исследований НДС системы плотина-основание с учетом ослабленной зоны, в том числе:

постановка и решение задач по количественной оценке НДС системы плотина-основание с учетом различных особенностей строения и свойств УБ в ослабленной зоне;

анализ результатов математического моделирования НДС системы плотина-основание с учетом различных факторов.

Диссертационная работа выполнена на кафедре гидротехнических сооружений МГСУ в период обучения в аспирантуре в 2003-2006 годах.

Автор выражает искреннюю блаї одарность своему научному руководителю, доценту, кандидату технических наук Толстикову В.В. за постоянное внимание и большую помощь при выполнении настоящей диссертационной работы.

Особенности физико-механических свойств УБ

Отличительной особенностью УБ является его состав и консистенция, которые во многом определяют его физико-механические свойсіва, в том числе, плотность, прочность, деформируемость, водопроницаемость и теплопроводность. На эти свойства оказываются влияние также технологические особенности укладки бетона слоями и их уплоінения виброкаїками или просто катками. Для достижения максимального эффекта уплотнения УБ должен быть достаточно сухим, чтобы выдержать вес катков и умеренно влажным, чтобы обеспечить равномерное распределение цементного раствора в смеси в процессе перемешивания и укатки.

Согласно классификации Дунстана, в зависимости от содержания вяжущих (цемент+пуццолан) У Б подразделяеіся на 3 типа: / - тощий УБ с низким содержанием вяжущих (65-100 кг/м3); 2 - умеренно-пластичный УБ со средним содержанием вяжущих (100-150 кг/м3); 3 - эластичный УБ с высоким расходом вяжущих (150-300 кг/м ). Качество и прочность УБ увеличивается с ростом расхода вяжущих. Модули упругости УБ несмотря на высокое содержание заполнителя, имеющий большой модуль упругости, чем цементный камень, весьма низкие. Это объясняется, по-видимому, ею структурными особенностями, в которой имеет место рыхлая структура расіворной составляющей с крупным заполнителем, а также повышенным содержанием песка.

Слабым местом УБ является прочность на сдвиг швов между слоями Она колеблется в большом интервале и зависит от состава (типа) УБ и техно-лоїии укладки и уплотнения. Сцепление меняется в пределах от 100 кПа до 2500 кПа, угол внутреннею трения от 35 до 65. На прочность швов оказывают влияние возраст и время перекрытия швов, а также замедлителей схватывания.

С практической точки зрения наибольший интерес представляет прочность швов между слоями, т.к. она во многом определяет устойчивость плотины из УБ. Поэтому вопросы сцепления «нового» и «старого» бетона мно-юкратно исследовались на протяжении всей истории плотиностроения. Эти исследования были посвящены, в основном, вопросам технолоіии обработки горизонтальных швов с целью снижения их негативной роли в процессе сцепления между слоями. Проблема сдвиговой прочности приобрела особую актуальность в последние десятилетия в связи с широким распространением технологии послойной укладки и уплотнения УБ.

Вопросы деформируемости и прочности, а также водопроницаемости и теплопроводности будут изложены в следующей главе. Отметим лишь, что деформируемость и прочность горизонтальных швов, а іакже другие физико-механические свойства оказывают существенное влияние на формирование НДС плотин из УБ в период их строительства и эксплуатации.

Отличительной особенностью гехнолоіии строительного производства из УБ является послойная укладка и последующее уплотнение бетонной смеси жесткой консистенции виброкатками или просто катками. Идея строи тельства плотин из УБ окончательно была сформулирована на Асиломарских конференциях (США) в 1970 и 1972 гг., посвященных путям ускорения темпов строительства бетонных плогин и их удешевления. Была предложена идея строительства плотин из особо жесткой бетонной песчано-травянистой смеси, обогащенных цементом путем укладки слоями и разравнивания фронтальным ковшовым погрузчиком и последующим уплотнением слоев виброкатками. Были рассмотрены также вопросы физико-механических свойств тощей бетонной смеси с высоким содержанием крупного заполнителя за счет снижения доли мелкого заполнителя. Технологичность, дешевизна, возможность строительства в жаркую и холодную погоду и в первую очередь, самое главное, высокая интенсивность строительства привели к широкому внедрению технологии строительства плоіин из У Б. Средняя интенсивность укладки УБ достигла 10 гыс. м3/сутки и это не предел. Ее дальнейший рост возможен за счет ускорения доставки смеси на плотину. Для эюго эффективным является конвейерный способ доставки бетонной смеси к гусеничному бетоноукладчику непосредственно в блок (рис. 1.4). Строительство плотин из УБ ускоренными темпами возможно также при внедрении новых технологий, в том числе, укладка вибрируемого УБ. обогащенного цементом (ВУБЦ) узкой полосой шириной 0,5-1,0 м вблизи граней плотины, береговых примыканий, вокруг галерей, шпоняк. Это гарантирует высокой качество УБ в эжх зонах и сильно снижает его водопроницаемость. Технология ВУБЦ проста и эффективна и заключается в следующем. Цементный раствор объемом 8-Ю литров выливают на каждый метр выровненного слоя УБ-3 шириной 0,5 м. Раствор проникает в поры УБ и его уплотняют навесными вибраторами. В результате образуется пластичный вибрируемый бетон. Перед укладкой следующего слоя УБ поверхность слоя ВУБЦ покрывают цементным раствором толщиной 2 см, как при укладке обычного УБ [40, 41].

К числу новых относится также технология одновременной укладки наклонных слоев УБ (с уклоном 0,1 от берега к берегу) с перекрытием каж дого слоя в течении 1-3 часов. Это гарантирует отсутствие схватывания УБ и позволяет производить обрабоїку поверхности УБ только после укладки в 10 слоев, т.е. через каждые 3 м по высоте плотины и увеличить интенсивность укладки УБ до 200-220 тыс. м /месяц.

Деформируемость и прочность УБ

Механические свойства УБ во многом определяются его составом и технологией его укладки и уплотнения. В отличие от обычного вибрирующего бетона УБ представляє і собой особо жесікую бетонную смесь с низким содержанием цемента и высоким содержанием пуццолана (золы уноса) У Б укладывается слоями толщиной 0,5-0,75 м и уплотняется вибрационными или обычными катками. Это позволяет создавать значительную концентрацию уплотняющей вибрационной нагрузки, вследствие чего достигается максимальный эффект уплотнения.

В зависимости от содержания вяжущих (цемент+пуццолан) различают три типа УБ: 1 - тощий У Б с низким содержанием вяжущих (65-100 кі/м ); 2 - умеренно-пластичный УБ со средним содержанием вяжущих (100-150 кг/м3); 3 - пластичный УБ с высоким расходом вяжущих (150-300 кг/м3); 4 - высокопрочный УБ с высоким содержанием цемента и низким содержанием золы-уноса, всего 120-130 кг/м .

Содержание вяжущего в УБ в разных странах по данным колеблется: цемент от 70 до 100 кг/м ; пуццолана от 15 до 170 кг/м . Очевидно, что при таком диапазоне изменения количества вяжущих в УБ приводит к изменению его механических свойств в большом интервале. Это позволяет создавать различные конструкции плотин из УБ, в том числе путем создания комбинированных плотин из УБ и каменной наброски. Механические свойства УБ оказывают существенное влияние на формирование НДС плотины в период строительства над действием собственного веса и на трансформацию НДС плотины в период ее эксплуатации под воздействием гидростатического давления со стороны верхнего блефа При этом сжимающие напряжения со стороны верхнего блефа могут снижаться до нуля и переходить на растягивающее напряжение, что может привести к раскрытию швов со всеми вытекающими последствиями. Поэтому при изучении механических свойств УБ особое внимание уделяется на прочностные свойства при сжатии и при растяжении, а также при плоскостном срезе. Деформационные свойства (модуль линейной деформации, коэффициент поперечного растяжения) оказывают меньше влияние на НДС плотины из УБ, чем прочностные свойства. Так, например, прочность на сжатие и на растяжение бетона могут различаться в несколько раз. В то же время модули деформации при сжатии и при растяжении отличаются несущественно.

Характеристики деформируемости используются при расчете НДС плотин из УБ. Они определяются по результатам лабораторных испытаний образцов в режиме ступенчатого нагружения или в кинематическом режиме нагружения. В результате строится экспериментальная кривая зависимости сжимающих напряжений а от деформаций с.

При ступенчатом режиме нагружения фиксируются упруго-мгновенные (условно) деформации се и деформации затухающей ползучести ес и общая деформация с0 - єе + сс. По полным и мгновенным деформациям определяют модуль общей деформации 0 и модуль упругости Ее. По деформациями ползучести определяют модуль вторичной деформации Ес.

На модуль общей деформации УБ бетона влияет его возраст, температура и влажность в период эксплуатации. Анизотропия упругих свойств УБ в связи с влиянием швов между слоями рекомендуется учитывать в СНиП 2.06.06-85 (плотины бетонные и железобетонные). В то же время известны опытные данные показывающие, что наличие швов не оказывает существенное влияние на анизотропию упругих свойсів бетона. по двум группам предельных состояний в том числе. Для оценки общей устойчивости и местной прочности плотин из УБ необходимо знание прочностных свойств УБ и швов между слоями. Вопросы сцепления «нового» и «старого» бетона неоднократно исследовались с целью снижения их отрицательной роли в прочности УБ в целом. В работах рассмотрены проблемы прочности горизонтальных швов на сдвиг. В них отмечается, что основными факторами, влияющими на прочность швов УБ, являются: - длительность перерыва в укладке швов; - температурно-влажностные условия на поверхности «старого» бетона до укладки следующего слоя; - методы обработки (уход, зачистка и подготовка) поверхности слоя; - способы транспортировки, разравнивания и уплотнения бетонной смеси, высота слоя; - марка бетона, содержание цемента и друї их составляющих (табл. 2.3).

Теоретические основы численного моделирования НДС системы сооружение-основание

Численное моделирование НДС системы сооружение-основание, в том числе метод конечных элементов (МКЭ) является наиболее эффективным методом в механике деформируемой среды, основанный на вариационных принципах [5, 6, 36, 51, 58, 64]. Расчетная область представляется набором конечных элементов, связанных между собой в узлах (вариантах) и не имеющих разрывов на границах между элементами. Связь между перемещениями узлов и приложенными в них силами определяется жесткостью эле ментов, зависящей от их геометрии и механических свойств (деформируемости и прочности). Это приводит к замене непрерывной искомой функции (например, перемещений) дискрешой моделью кусочно-непрерывных функций, определенных на каждом конечном элементе.

При использовании МКЭ важным моментом является выбор формы и типа конечного элемента, как с точки зрения получения наиболее точного решения, так и с точки зрения лучшей дискретизации расчетной области. Чем меньше размеры конечных элементов и выше порядок конечного элемента (определяемый порядком полинома, аппроксимирующего искомую функцию внутри конечного элемента), тем более точное решение мы получаем.

Навыки оптимального разбиения расчетной области на конечные элементы приходят с опытом, однако, в качестве общего правила необходимо уменьшать размеры конечных элементов там, где ожидаемый результат решения может сильно меняться (большие градиенты изменения искомой функции или ее производных), и увеличивать их, где ожидаемый результат почти постоянен.

Путем совмещения координат узлов можно трансформировать объемный шестигранный конечный элемент в пятигранный призматический элемент или четырехгранный пирамидальный элемент (рис. 3.1) не изменяя общего выражения (3.4) для определения функций формы полученного конечного элемента.

Для плоского расчетного случая (при Р{3,=1) мы получаем из выражения (3.4) функции формы для плоского четырехугольного конечною элемента, а путем совмещения двух узлов - трансформируем его в треугольный конечный элемент.

Существует ряд математических методов, основанных на использовании вариационного принципа, которые позволяют получить основные соотношения вычислительного алгоритма МКЭ непосредственно из разрешающих дифференциальных уравнений.

Самый распространенный подход на начальном этапе развития МКЭ -использование метода Ритца, связанною с приближенной минимизацией энергетического функционала, получаемого из исходных дифференциальных уравнений Однако, как известно, существование энергетического функционала возможно лишь при соблюдении определенных требований к дифференциальному оператору исходных уравнений.

В случае использования метода Галеркина, являющегося по существу частным случаем метода взвешенных невязок и обобщением метода Ритца, необходимость в предварительных построениях энергетического функционала отпадает.

К стандартному виду МКЭ (3.13) сводятся дифференциальные уравнения и других задач механики грунтов: динамики, консолидации, а также фильтрации, после интегрирования уравнений по времени. При учете физической нелинейности свойств грунтов решение получают на основе итерационного процесса состоящего из ряда линейных решений. Существуют два основных метода решения нелинейных задач. Предположим, что свойства среды задаются некоторой зависимостью деформаций от уровня напряжений (рис.3.2.).

При использовании метода переменной жесткости конечным элементам рассматриваемой области присваивается начальный модуль 70 и решается упругая задача от действующей нагрузки. После этого для каждого конечного элемента по вычисленным деформациям определяются новые значения секущего модуля (7, (рис. 3.2.а), корректируется матрица [D], состоящая из модулей деформации, и как следствие корректируется матрица жесткости всей системы конечных элементов [К], и т.д. пока решение не перестанет изменяться.

В методе начальных напряжений на первом шаге расчета, также как и в методе переменной жесткости, конечным элементам рассматриваемой области присваивается начальный модуль (70 и решается упругая задача от действующей нагрузки. Далее матрицы [DJ ДЛЯ всех элементов и, следовательно, матрица жесткости [К] всей системы остаются постоянными.

В настоящее время существует достаточно большое количество вычислительных программ для решения задач механики сплошной среды с использованием МКЭ (Abaqus, Adina, Ansys и т.д.), однако выбор специализированных вычислительных программ для решения задач по оценке НДС сисгемы сооружение-основание следует отметить - Plaxis, ZSOIL, из отечественных -Геомеханика. 3.3. Выбор механической модели УБ

Важным этапом постановки и решения задач по количественной оценке НДС плотин из УБ является выбор расчетной механической модели для описания связи между напряжениями и деформациями или их приращениями в допредельном НДС, а также для описания условий прочности с использованием вариантов тензоров напряжений и деформаций.

Известная модель теории пластичности, основанная на теорию прочности Кулона-Мора может рассматриваться как первый порядок, приближенный к поведению упруго-пластической среды при сдвиговом деформировании. При этом объемные деформации могут быть описаны на основе теории упругости.

Пластичность связана с развитием необратимых деформаций. Для оценки пластических деформаций в настоящее время используется поверхность нафужения, связанная с исходным НДС среды и разделяющая области упругого и пластического деформирования. Функция текучести / может совпадать с поверхностью нафужения д и часто представляться как поверхность в пространстве главных напряжений (рис. 3.3). Идеально пластической моделью является модель с фиксированной поверхносіью текучести, которая полностью определена параметрами прочности фунта.

НДС плотины из УБ высотой 71 м с ослабленной зоной

В настоящей главе рассматриваются НДС плотин из УБ различными особенностями их конструкций, с учетом ослабленной зоны, состоящей из слоев УБ и швов между слоями. Целью постановки и решения гаких задач по оценке НДС является выявление роли различных факторов на формирование и трансформацию НДС плотин из УБ с ослабленной зоной в процессе ее на-гружения вплоть до ее разрушения. Такая постановка задачи возможна благодаря использованию в расчетах упруго-пластических моделей для УБ и скального основания и единой расчетной схемы системы сооружение-основание. Таким образом удается дать оценку этой системы, одновременно по двум группам предельных состояний, т.е. оценивать как общую устойчивость или несущую способность, так и перемещения в различных частях сооружения и скального основания на разных этапах нагружения.

В качестве расчетной для описания механических свойств УБ, швов и скального основания выбрана модель упруго-пластической среды, основанной на теории прочности Кулона-Мора и на теории линейно-деформационной среды. Численное моделирование НДС системы сооружение-основание осуществляется МКЭ с помощью вычислительного комплекса программ PLAXIS, предназначенный именно для этой цели. Он позволяеі учитывать: - сложную форму и неоднородность расчетной области; - поэтапность возведения и нагружения сооружения; - изменчивость механических свойств материалов сооружения и основания на каждом этапе нагружения; - свойство ползучести материалов сооружения и основания; - свойство на сжатие и на растяжение в допредельном и предельном состояниях; - повысить точность прогнозируемых параметров НДС (напряжения, деформации, перемещения) в особо важных участках системы сооружение основание путем сгущения сетки конечных элементов, в том числе определе ние количества точек, находящихся в состоянии пластического течения (plas tic points); - температурно-влажностное и фильтрационное воздействие; - свойства ослабленного контактного элемента между слоями УБ с помощью понижающего коэффициента интерфейса исходя из свойств слоев УБ или виртуального слоя, включенного в алгоритм расчета, но не входящий в расчетную область; - построить изолинии перемещений, напряжений, коэффициентов прочности —; - построить картинки поэтапного разрушения с чрезмерным раскрытием трещин между слоями, и на их основе представить анимационную картину.

Очевидно, что такой большой выбор вариантов позволяет на конкретных примерах расчетов НДС плотин из УБ дать возможность всесторонне исследовать закономерности формирования и трансформации НДС и выявить основание и определяющие факторы, влияющие на НДС плотин из УБ. В настоящей работе мы ограничимся несколькими вариантами расчета НДС плотин из УБ с учетом ослабленной зоны, т.к. она является решающим фактором, влияющим на НДС плотин из УБ, в том числе механизм разрушения. Постановка и решение задач по оценке НДС плотин из УБ в настоящей работе заключается в следующем: 1. Строятся расчетная схема системы плотина-основание с учетом ослабленной зоны; 2. Расчетная область разбивается на конечные элементы, в том числе ослабленная зона; 3. Между слоями и блоками ставятся контактные элементы (интерфейс), 4. Задаются физико-механические свойства материалов плотины, ослабленной зоны, швов и скального основания в табличной форме; 5. Задаются нагрузки от собственного веса плотины и граничные нагрузки на плотину со стороны напорной грани (гидротехническую нагрузку); 6. По результатам расчета НДС строятся графики зависимости нагрузка-напряжения, изолинии перемещений, напряжений и относительного сдви г га —; 7. Определяются коэффициент устойчивости и предельные смещения, при которых происходит разрушение сооружения. Основными нагрузками, действующими на плотину являются: собственный вес плотины со средней плотностью 2,4 т/м ; гидростатическое давление воды верхнего бьефа.

Последнее прикладывается к верхней грани плотины ступенями путём изменения удельного веса воды от нуля до 10 кН/ м2 и выше до 20 кН/м2, т.е. до тех пор, когда плотина потеряет свою устойчивость. Фильтрационные силы в основании плотины не учитываются. При таком способе нагружения можно определить предельное значение гидростатической нагрузки (см. 3.27, 3.28, 3.29)

Похожие диссертации на Статическая работа плотин из укатанного бетона с учетом ослабленных строительных швов