Деформируемость и прочность глинистых грунтов при растяжении и их учет при оценке работы оснований и земляных плотин

• Автор: Сирота, Юрий Лазаревич
• Шифр специальности: 05.23.02, 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 244 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения

Введение

1. Трещинообразование в водоупорных элементах

плотин из грунтовых материалов

1.1. Анализ результатов натурных наблюдений грунтовых плотин с точки зрения трещинообразования

1.2. Методы оценки возможного трещинообразования

1.2.1. Оценка напряженнодеформированного состояния грунтовых плотин .

1.2.2. Оценка условий прочности грунтов

1.3. Сопоставление результатов модельных, расчетных и натурных исследований трещинообразования в грунтовых плотинах .
Выводы .
2. Исследования прочности и деформируемости
глинистых грунтов при растяжении .
2.1. Исследование поведения глинистых грунтов при одноосном растяжении
2.1.1. Выбор формы и размеров образца
2.1.2. Приборы и устройства
2.1.3. Анализ результатов исследований на одноосное растяжение
2.2. Оценка влияния вида механического испытания на свойства глинистого грунта при растяжении
2.3. Экспериментальные исследования прочности и деформируемости глинистых грунтов в условиях сложного напряженного состояния .
2.3.1. Предлагаемые методика и техника исследований
2.3.2. Примеры исследований
2.3.2.1. Исследование супесчаносуглинистого
материала ядря плотины на р.Сох
2.3.2.2. Исследование лессовидной супеси, входящей в состав материала ядра плотины Рогунской
ГЭС .ГГ.
2.4. Исследование влияния фактора времени на характеристики глинистого грунта при растяжении
2.4.1. Общие положения
2.4.2. Предлагаемые методика и техника исследований .
2.4.3. Результаты исследований
Выводы.
3. Полевые исследования прочности и деформируемости глинистых грунтов при растяжении
3.1. Общие положения.
3.2. Приборы для испытаний.
3.3. Методика исследований
3.4. Результаты исследований и их анализ III
Выводы.
4. Исследования напряженнодеформированного состояния грунтовых плотин
4.1. Постановка вопроса .
4.2. Проведение модельных исследований грунтовых
плотин
4.2.1. Применяемые экспериментальные методы .
4.2.2. Вопросы моделирования основных воздействий
на грунтовые сооружения .
4.2.2.1. Условия подобия напряженнодеформированных состояний модели и прототипа
4.2.3. Моделирование собственной объемной массы
плотины метод суммирования
4.2.4. Моделирование внешней нагрузки на ядро плотины
4.2.5. Усовершенствование технологии изготовления
моделей .
4.2.6. Усовершенствование техники измерений .
4.2.7. Исследования на плоских моделях плотины
Нурекской ГЭС .
4.2.7.1. Результаты исследований
4.2.8. Исследования на объемной модели плотины
Рогунской ГЭС .
4.2.8.1. Результаты исследований плотины на
объемной модели .
4.3. Теоретические расчеты напряженнодеформированного состояния грунтовых плотин
4.3.1. Применяемые методы .
4.3.1.1. Учет реологических свойств грунта
4.3.1.2. Учет упругопластических свойств грунта
4.3.2. Результаты расчетов
4.4. Анализ результатов исследований
Заключение и выводы .
5. Техникоэкономическая эффективность предложенных
методов
5.1. Общие положения.
5.2. Оценка экономической эффективности предложенных методов при их внедрении в плотине на р.Сох
5.3. Рекомендуемые способы повышения трещиностойкости водоупорных элементов грунтовых плотин
Основные выводы
Литература


Результаты исследований условий образования трещин растяжения. Анализ результатов натурных наблюдений грунтовых плотин с точки зрения трещинообразования. Данный вопрос является одним из важнейших, поскольку образование трещин является одним из факторов, определяющих степень надежности плотины и всего гидроузла в делом. Для того, чтобы выявить основные факторы, приводящие к появлению трещин, выполнен анализ данных натурных наблюдений трещинообразования на построенных плотинах. Эти данные свидетельствуют о большом разнообразии трещин, возникающих в глинистых элементах. В плотинах появляются как поверхностные трещины продольные вдоль ядра поперечные, направленные из верхнего бьефа в нижний наклонные, так и внутренние трещины, расположенные в теле сооружения. I. Поверхностные поперечные трещины, являющиеся результатом появления зон растяжения в бортовых примыканиях плотин при неравномерных осадках ядер. Примером появления таких трещин могут служить трещины на плотинах Инфернилло и Нейзауалкойтл рис. Титон 2. Специалисты, исследовавшие плотину Титон после аварии, пришли к выводу, что, повидимому, разрушение произошло изза двух дополняющих друг друга причин сильной сосредоточенной фильтрации через скалу бортового примыкания у грунтового зуба и гидравлического прорыва через материал ядра, заполняющий зуб. Воз
График осадки плотин МадМаунтин и Инфсршлло
ТР1ДИНЗ. Л с 0. А 1 о 1 Г 0. Т 0. ОД 0. Ч9Ч1 Н2, М3 к Ц9 бремя
0. Б
0 5
V к. А. а Схема п логиныадУ. Б. а. Рис Л. Видимо, проект был неудачным. Для его обоснования не было проведено широких исследований и принято стандартное решение без учета особенностей створа. Поверхностные продольные трещины значительной протяженности являются результатом зависания упорных призм на ядре плотины вследствие большей сжимаемости материала наброски по сравнению с укатанным материалом ядра особенно в обводненном состоянии. Так, на плотине Мад Маунтин рис. На плотине ЧерриВелли после первого заполнения водохранилища появились продольные трещины длиной м, глубиной до см с раскрытием мм. Такие же трещины длиной до м, глубиной в несколько метров и раскрытием от 7 до мм отмечались на американских плотинах Нотелли м, Уатоуча м и Саус Холетон м. Поверхностные и внутренние трещины, являющиеся следствием зависания ядра на боковых призмах, возникающего при больших деформациях ядра плотины по сравнению с деформациями упорных призм. На плотине Болдерхед Англия высотой м в результате значительных осадок ядра, сложенного из моренного суглинка, образовалась зона разрушения, приведшая к образованию на гребне воронки диаметром 3 м и глубиной 2,4 м рис. На плотине Хиттювей Норвегия высотой м в результате того,
что ядро село на 8 см больше, чем призмы, в его теле появились трещины 4. Трещины различного рода могут явиться следствием геологического строения и геометрического сочетания каньона в створе плотины. Особенно неудачным считается такое геологическое строение створа, когда часть основания плотины находится на сильно сжимаемых грунтах, а часть на менее сжимаемых. Примером может служить разрушение плотины Апишапа Турция высотой м в результате образования сквозной горизонтальной трещины. Трещина образовалась при наполнении водохранилища вследствие значительных осадок нижней части плотины и зависания ее верхней части на скальных бортах ущелья. Во время строительства плотины Маттмарк 8 в зоне правобережного примыкания образовалась трещина с раскрытием в мм. Появление трещины объяснялось наличием в основании правобережного склона отложений современной морены при отсутствии их на левобережном склоне. Образование незначительных трещин на плотине Утард Канада высотой 2 м объяснялось асимметрией створа каньона один борт каньона имеет заложение , а другой . На плотине Раунд Ботт образовалась вертикальная поперечная трещина, устье которой было расположено ниже отметки горизонта воды в водохранилище. Все трещины находились в зоне бортового примыкания 1. Трещины различной ориентации, возникающие в малопластичных материалах водоупорных элементов плотин.