Напряженно-деформированное состояние каменно-земляных плотин при сейсмических воздействиях

• Автор: Нгуен Фыонг Лам
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ СООРУЖЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ КАМЕННОЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

1.1. Сейсмические воздействия на плотины

1.2. Основные положения грунтовых сооружений на 3 сейсмические воздействия

1.2.1. Критерии сейсмостойкости

1.2.2. Конструкции плотин, сооружаемых в 9 сейсмических районах

. 1.3. Динамический расчет системы сооружение

основание при использовании спектрального разложения но формам колебаний

1.3.1. Определение сейсмической нагрузки на основе динамического метода.

1.3.2. Определение сейсмических сил на основе спектрального метода
1.4. Методики расчета НДС гидросооружений при сейсмических воздействиях.
1.5. Выводы .
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТОВ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ
НАГРУЗКАХ
2.1. Задачи оценки сейсмических воздействий
2.2. Модель грунта
2.3. Теоретические основы МКЭ и метода локаль ных вариаций МЛВ
2.3.1. Основы метода конечных элементов
2.3.2. Метод локальных вариаций
2.3.3. Определение функций формы элемента
2.3.4. Формирование матриц жесткости и масс
2.3.5. Определение собственных векторов и собст венных значений
2.3.6. Решение основного динамического урав нения
2.3.7. Расчетная сейсмическая нагрузка
2.3.8. Определение напряженнодеформирован ного состояния конструкции во время землетрясения
, 2.4. Напряженнодеформированное состояние
грунтовых плотин при учете скорости распространения сейсмической волны в основании плотины
2.5. Расчет, порового давления при землетрясении.
2.6. Определение остаточных перемещений в
плотине и изменение ее напряженнодеформированного и прочностного состояния после прохождения сейсмической волны
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И ФРАГМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ 8ЕМ1СПАМРгЗП НА ЯЗЫКЕ ПЕЬРШ. РЕШЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
3.1. Алгоритм программ, структура и блоксхема
программы БЕШПСПАМРгЗП
3.1.1. Назначение и состав комплекса программ 8ЕМ1С
3.1.2. Назначение и состав комплекса программ ОАМРгЗЭ
3.1.3. Блоксхема программы 8ЕМ1СОАМРЗО
3.2. Решение тестовых статических и динамической
3.2.1. Задача определения величин сейсмических нагрузок
3.2.2. Задача периоды собственных колебаний
плотин в плоской и пространственной постановках
3.2.3. Учет Бегущей волны в пространственных задачах сейсмоустойчивости грунтовых плотин. Влияние скорости распространения сейсмической волны на плотине
3.2.4. Учет Бегущей волны влияние формы 0 створа
3.2.5. Учет Бегущей волны влияние направ
ления подхода сейсмической волны к створу.
3.2.6. Поровое давление в грунтовых плотинах при 4 сейсмических воздействиях
3.2.7. НДС каменноземляной плотин Н0м 4 при сейсмических воздействиях
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОГО И ПРОЧНОСТНОГО
СОСТОЯНИЯ КАМЕННОЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИН
ЯЛИ СРВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ
НАГРУЗОК
4.1. Постановка, задачи, расчтная схема плотины
4.1.1. Описание конструкции каменноземляной
плотины Яли
4.1.2. Расчтная схема плотины Яли и исходные
4.1.3. Назначение динамических характеристик
грунтов тела плотины
4.1.4. Назначение расчетного сейсмического
воздействия
4.2. Формы собственных колебаний плотины Яли
4.3. Поровое давление в плотине Яли.
4.3.1. Исходные данные расчеты порового
давления
4.3.2. Поровое давление в ядре плотины Яли на
момент окончания строительства
4.3.3. Поровое давление в грунтовых плотинах при
сейсмических воздействиях
4.4. НДС каменноземляной плотины Яли
4.4.1. НДС плотины Яли на момент окончания
строительства
4.4.2. НДС плотины Яли при сейсмических
воздействиях
4.4.3. Остаточные перемещения
4.4.4. Прочностные коэффициенты при
сейсмических воздействиях
4.5. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список литературы


Следует отмстить, что если аварии грунтовых плотин не связаны непосредственно с дефектами их контакта с основанием или самого основания, то серьезные разрушения и повреждения, вызывающие прекращение эксплуатации сооружений, определяются, как правило, развитием процесса разжижения несвязных материалов упорных призм с последующей потерей устойчивости откосов. С начала х годов и по настоящее время произошло значительное число аварий и повреждений этого рода, обусловивших повышенный интерес к исследованиям механизма динамического взаимодействия скелета фунта с поровой жидкостью и развитию соответствующих методик расчетной оценки сейсмостойкости водонасыщенных грунтовых массивов. В этой связи представляют интерес следующие результаты наблюдений за динамической реакцией грунтовых плотин при интенсивных сейсмических воздействиях. Большинство проектов построенных и строящихся в мире плотин выполнены институтом Гидропроект на современном техническом уровне с использованием имеющихся на месте различных грунтов и камня. При строительстве каменноземляных плотин применены впервые в мировой практике плотиностроения новые методы производства работ отсыпка груша в воду, использование энергии направленного взрыва для образования упорной призмы плотины, а также круглогодичное строительство плотин вне зависимости от климатических условий
В настоящее время наибольшее распространение, особенно среди высоких и сверхвысоких, нашли каменноземляные плотины, насыпь которых выполняется из камня или крупнообломочных грунтов. В практике гидротехнического строительства плотины приходится строить на тектонических сбросах или вблизи них, которые могут проявить свою активность во время землетрясений. В этом случае при выборе типа плотины следует отдавать предпочтение каменноземляной или каменнонабросност сейсмостойкой конструкции. В сейсмическом отношении эти плотины имеют преимущество перед бетонными, потому что от каждого землетрясения, превышающего предыдущее, происходит соответствующая деформация наброски, в результате чего плотность ее увеличивается, а деформативность уменьшается. Такие плотины при сейсмических воздействиях на них как бы утрясаются. Об этом свидетельствуют следующие факты. Построенная в сейсмическом районе Чили в г. Коготи высотой ,0 м со слоистым железобетонным экраном, уложенным на гравийной подготовке, после первого сейсмического толчка дала осадку гребня 0 мм, или 0, а за 5 лет эксплуатации ее осадка была всего 0 мм в дальнейшем осадка продолжалась и в гг. Плотина испытывала сейсмическое воздействие с ускорением около 0,2 при котором по низовому откосу скатилось лишь несколько камней. Не возросла после этого сейсмического удара и фильтрация через плотину. Это дало основание полагать, что для такого сейсмического воздействия профиль каменной плотины с откосами 1 1,7 сейсмостойкий. На рис. Макио 6,0 м, построенные в Японии. Основанием плотины Миборо являются трещиноватые норфиритовыс кварциты и фаииты, а плотны Макио аллювий. На правом берегу вдоль русла плотины Миборо проходит тектоническая зона разлома шириной м, которая на глубину м зацементирована из ряда горизонтальных штолен, пройденных из вертикальной шахты. Все штолыш являются составной частью смозровой галереи, заложенной по подошве экрана. Аналогичной плотине Миборо по конструктивному решению и выполнению является плотина Ногано высотой 8 м, длиной 5 м, объемом 6,3 млн. Японии. Рис. Плотины, построенные в сейсмических районах. Миборо 1 каменная наброска 2 переходные зоны 3 ядро из суглинка, смешанного с отходами каменного карьера 4 перемычка 5 кварциты и граниты б плотина Макио 1 каменная наброска 2 переходная зона 3 ядро из суглинка 4 отсыпка из гравелистого грунта 5 аллювий 6 кремнистый сланец. Рис. График горизонтальных смещений гребня плотины Миборо. Китамино . Во время землетрясения с эпицентром на расстоянии км плотина Миборо подвергалась сейсмическому воздействию с ускорением 0,1. Происшедшие от такого воздействия мгновенные деформации, определенные по смещениям реперов на гребне, достигли мм вертикальные и мм горизонтальные рис. Как следует из доклада Комитета, занимавшегося в США изучением влияния землетрясений на гидротехнические сооружения, а также отчета Японского.