Численный анализ сейсмостойкости высоких плотин

• Автор: Ломбардо, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 413 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ II

ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ РАСЧЕТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ. ЗАДАННЫЕ АНАЛОГОВЫМИ ЗАПИСЯМИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ .

2.1. Схема задания сейсмологической

информации .

2.2. Зависимости между перемещениями и деформациями при расчетах гидротехнических сооружений и спецшика их формулировки при расчете арочных плотин
2.3. Зависимости между деформациями и напряжениями при расчетах бетонных гидротехнических сооружений. Учет раскрытия блочных и строительных швов
2.4. Зависимость между напряжениями и деформациями для плотин из местных материалов при статических и динамических нагрузках.
Формулировка математической модели грунта
2.5.Вариационное уравнение Лагранжа и уравнения движения для гидротехнических сооружений различных типов. Особенности формулировки уравнений движения при расчетах грунтовых плотин
2.6. Гидродинамическое давление воды верхнего
бьефа при землетрясениях . ГО
2.7. Предельные нагрузки. Исходное напряженнодеформированное состояние гидротехнических сооружений при оценках сейсмостойкости . ГО
2.8. Выводы к главе 2 . и
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕН
НОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛОТИН ПРИ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
3.1. Вводные замечания .
Стр.
3.2. Расчет массивных гидротехнических сооружений, работающих в условиях плоской
задачи теории упругости .
3.3. Расчет массивных гидротехнических сооружений, работающих в условиях объемной задачи теории упругости .
3.4. Методы учета реальных связей между напряжениями и деформациями при расчете плотин
из местных материалов .
3.5. Методика расчета водонасыщенных грунтов на основе решения уравнений двухфазной среды
при динамических нагрузках Т
3.6. Методика расчета консолидации в протизофильтрационных элементах плотины в строи тельный период .
3.7. Расчет напряженнодеформированного состояния тонкостенных гидротехнических сооружений контрфорсных плотин
3.8.Расчет напряженнодеформированного состояния арочных плотин по теории оболочек
3.9. Учет раскрытия секционных и блочных швов и арматуры в растянутой зоне при расчетах арочных плотин .
3Расчет арочных плотин пологих относительно цилиндрической поверхности по предлагаемому варианту теории оболочек
3Методика определения гидродинамического давления воды при сейсмических воздействиях .
3Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. СХОДИМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННЫХ
РАЗНОСТНЫХ СХЕМ
4.1. Общая схема получения оценок устойчивости разностных схем
4.2. Устойчивость предложенных разностных схем
для расчета тонкостенных сооружений .
4.3. Критерии устойчивости численных схем расчета массивных сооружений и плотин из
местных материалов .
4.4. Выводы к главе 4
ГЛАВА 5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИ СТАТИЧЕСКИ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ .
5.1. Вводные замечания .
Стр.
5.2. Расчет арочногравитационной плотины СаяноШушенской ГЭС
5.3. Исследования устойчивости грунтовых откосов
5.4. Выводы к главе 5
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ АРОЧНОЙ
ПЛОТИНЫ ЧИРКЕИСКОЙ ГЭС .
6.1. Задачи и состав исследований
6.2. Напряженное состояние плотины при действии статических нагрузок
6.3. Напряжения при сейсмических нагрузках и анализ влияния армирования на сейсмостойкость плотины при сработанном водохранилище .
6.4. Выводы к главе 6
ГЛАВА 7. ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ АРОЧНОЙ
ПЛОТИНЫ ИНГУРИ ГЭС .
7.1. Задачи и состав исследований, основные
исходные данные
7.2. Напряженное состояние основного варианта плотины Ингури ГЭС при действии собственного веса и гидростатического давления воды
7.3. Напряненнодебормированное состояние плотины Ингури ГЭСпри сейсмических воздействиях
7.4. Выводы к главе 7.
ГЛАВА 8. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЙЕННОДЕФОРЛИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ПЛОТИН НУРЕКСКОЙ И РОГУНСКОИ ГЭС
8.1. Исходные данные и основные положения расчета Нурекской плотины .
8.2. Результаты исследований Нурекской плотины
8.3. Исследования напряженнодеформированного состояния плотины Рогунской ГЭС
8.4. Выводы к главе 8
ГЛАВА 9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
9.1. Общие выводы
9.2. Направление дальнейших исследований .
9.3. Экономическая эффективность исследований.
ВВЕДЕНИЕ


Дос, и б0 ас, г г ссе , обусловленные действием этих силх. ТЛУ ТсгЛг гас г ур 2. Расчетная схема взаимодействия сооружения с основанием. X.
Общее решение задачи о перемещениях в области 2 и рис. II, 2. Гог, о , ссе Ьь , 2Ы0,
ж, , ссе , о. Здесь и у известные по условию задачи вектор функции. Таким образом, у соответствует решению задачи в области
без сооружения и тождественно равно нулю В Аз Решение у2 в области 2г является решением поставленной задачи, а в определяет перемещения и напряжения, обусловленные реакциями сооружения. Здесь индексы I и П обозначают, что соответствующие вектор. А5 и е Аг расстояние между которыми стремится к нулю. Кроме того, решение у2 должно удовлетворять в уравнению 2. Сгт, 0, условиям 2. Если для определенности положить, что в области Аз движение описывается уравнением 2. И заданы однородные граничные условия, легко показать, что решение у2 , определяемое условиями 2. Д
2. В силу однородных начальных и граничных условий зс,0 и поэтому у3 уг , что и требовалось показать. Условия в форме 2. Именно в этом случае, а также в случае, когда нас интересуют перемещения и напряжения в некоторой зоне под сооружением, поверхность 5 должна быть заглублена. Если все основание работает в упругой стадии и нас интересуют перемещения и напряжения только в самом сооружении, в качестве области можно принять все полупространство, а в качестве области только сооружение. Тогда при записи перемещений от сейсмических воздействий на поверхности , свободной от нагрузки, условия 2. Уоус
2. С . При проведении численных расчетов расчетная область основания Х2г должна быть ограничена некоторым фиктивным расчетным контуром л . На этом контуре должны быть заданы некоторые условия,которые бы обеспечивали отсутствие отражения волн и моделировали волновое излучение в полупространство. Техника реализации такого рода условий при численных расчетах излагается в работах ,5,,1. Повидимому,наиболее простым способом исключения отражения от V но не самым экономичным, является увеличение расчетной области Г2 и введение вблизи контура зон с повышенной диссипацией энергии. Например введением дополнительных диссипативных усилий, пропорциональных скорости. При такой постановке задачи условия 2. Таким образом, при расчете сооружения совместно с основанием по линии контакта следует приложить некоторую взаимноуравновешанную систему сил, вызывающую возникновение разности перемещений между соответствующими точками плотины и основания. Величина этой разности определяется заданными на свободной поверхности смещениями при землетрясении. Очевидно, что если деформативность сооружения намного больше, чем деформативность основания, как это имеет место для плотин из местных материалов на скальных основаниях, то эта взаимно уравновешенная система сил, приложенных к сооружению и основанию, вызовет в сооружении перемещения гораздо больше, чем в основании и, следовательно, дополнительными перемещениями основания за счет реактивных усилий от сооружения можно пренебречь. В таких случаях расчетные смещения могут быть непосредственно заданы шподошве плотины без учета их трансформации. Из условия 2. Земли. Деформации в сплошной среде связаны с вектором перемещений соотношениями Коши 8. Расчеты тонкостенных конструкций обычно проводятся с использованием гипотезы прямых нормалей. В соответствии с этой гипотезой, нормали к недеформированной срединной поверхности конструкции после деформации остаются перпендикулярными к ней, а сами нормали не изменяют своей длины. При таком допущении описание деформированного состояния элементов конструкции сводится к описанию деформаций срединной поверхности. Рассмотрим соотношения, связывающие перемещения и деформации при расчетах арочных плотин по теории оболочек. Во многих исследованиях ,2,4 арочные плотины рассматриваются как пологие оболочки, теория которых разработана в трудах ,6 и хорошо апробирована в строительной механике. В пологих оболочках размеры конструкции отождествляются с плановыми размерами и перемещениями и , V , га рис.