Надежность работы сооружений и их оснований

На гидросоору­жение (плотину) действуют многочисленные силы: давления вод­ного потока, фильтрационное противодавление, давление отложив­шихся наносов, сила веса самого сооружения и другие возможные нагрузки. Все эти силы, будучи суммированы, могут быть представ­лены двумя составляющими - горизонтальной Q и вертикаль­ной V.

Эти силы передаются в конечном счете основанию сооружения и изменяют естественное напряженное состояние основания, быв­шее до постройки сооружения, причем в худшую сторону. Так, рас­тут сжимающие и касательные напряжения, могут появиться рас­тягивающие напряжения, а в результате всего развиваются дефор­мации основания и возможные перемещения (сдвиги, наклоны и т. п., в скальных основаниях - трещины).

Это может оказаться недопустимым по условиям эксплуатации сооружения, поэтому для надежного существования и работы сооружения необходимо, что­бы его основание, помимо должной сопротивляемости гидродина­мическим и фильтрационным воздействиям потока и другим нагрузкам, обладало достаточной прочностью или несущей способ­ностью. Для арочных плотин такими свойствами должны обладать и берега, в которые упираются арки.

Важным условием надежной работы сооружения является проч­ность контакта подошвы его с основанием, или устойчивость соору­жения против сдвига его горизонтальными силами. Сопротивление сооружения сдвигающей силе Q создается силой S, пропорциональ­ной вертикальной составляющей V, именно S=fV, где f - так на­зываемый параметр сопротивления сдвигу, равный от 0,2 до 0,8 и более, в зависимости от свойств основания и материала пло­тины.

Сооружение будет устойчивым против сдвига, если (в общем виде) . Отсюда видно, какое большое значение имеют верти­кальные силы (вес плотины, воды на ней и другие нагрузки).

Гидротехнические соору­жения находятся в сложных условиях влияния водной среды с ее разнообразными воздействиями и в условиях часто сложной геологической обстановки. Нужно обстоятельно проанализировать все это, главное     возможные изменения этой обстановки под влиянием изменившегося режима речного потока, климатических и других.

Недостаточный учет всего этого при проектировании и в стро­ительстве может привести в будущем к авариям сооружений и даже катастрофам, последствия которых очень тяжелы и нередко связа­ны с человеческими жертвами.