Антисейсмические конструктивные элементы

Анализ работы сооружения позволяет выявить зоны, опасные с точки зрения деформируемости и устойчивости. На основании этих данных можно предусмотреть конструктивные антисейсмические мероприятия.

Самым простым из них является уположение откосов в верхней части плотины. Другим достаточно распространенным мероприятием является укладка в поверхностных частях откосов более прочного с точки зрения устойчивости материала, так как именно в этих зонах создаются наиболее неблагоприятные условия устойчивости. Горная масса из прочных горных пород при сравнительно малом количестве мелочи, хорошо уплотненная часто выполняет эту роль (рис. 14.24). Уплотненная

 Рис. 14.24. Нурекская плотина:
1 - ядро из материала конуса выноса (скелетный материал); 2 - переходные зоны; 3, 4 - верховая и низовая упорные призмы из гравийно-галечникового грунта; 5 - «пригрузка»  из горной массы

горная масса обладает при малых напряжениях высоким углом внутреннего трения и зацеплением, что особенно важно, а в поверхностных зонах напряжения малы. Малое содержание мелких фракций обеспечивает при  большую пористость (~30%), что обеспечивает  более 2000 м/сут.

 Рис. 14.25. Изменение избыточного порового давления  во времени при действии на водонасыщенный грунт периодической нагрузки с амплитудой  и частотой . Параметр  для кривой 2 в 10 раз больше соответствующего значения для кривой 1

Задача определения гидродинамических сил в грунте при сейсмическом воздействии может быть строго решена при описании модели грунта на основе уравнений двухфазной среды, но это решение в рамках динамической задачи сложно, поэтому определение гидродинамического давления имеет смысл делать упрощенными способами оценкой накопившегося избыточного порового давления в зависимости от времени действия землетрясения на основе решений одномерной задачи, принимая за путь фильтрации кратчайшее расстояние от рассматриваемой точки до дренажа.

На рис. 14.25 показано изменение относительного порового давления в водонасыщенных грунтах с различными  во времени при действии периодической нагрузки с амплитудой  и частотой , полученное Б. И. Дидухом и В.О. Коломенским. Из рис. 14.25 видно, что при малом  может накопиться поровое давление, значительно превышающее амплитуду действующей динамической нагрузки.

Роль дренажа может выполнять пригрузка из горной массы.

Если основное тело верховой упорной призмы плотины выполнено из сравнительно малопроницаемого песчано-гравийно-галечникового материала, то кроме более проницаемой пригрузки песчано-гравийно-галечниковый материал прорезается ленточным дренажем из гравийно-галечникового или галечникового материала, как это выполнено, к примеру, на плотине Шимен (рис. 14.26).

Рис. 14.26 Плотина Шимен (о. Тайвань):
1 - ядро из материала речных террас; 2 - переходная зона; 3 - гравийно-галечниковый грунт террасовый; 4 - гравийно-галечниковый грунт русловой; 5 - дрены; 6 - речной гравий; 7 - гравийно-галечниковый аллювий; 8 - горная масса