Расчет напряжений в области контакта плотины и основания
Определение этих напряжений, представляющее задачу, связанную с трудоемкими вычислениями, может быть выполнено различными методами. На характер распределения напряжений существенно влияет соотношение между модулями упругости материала плотины Еп и основания Е0. На рис. 8.24 даны эпюры напряжений для разных соотношений модулей упругости материала плотин и основания при опорожненном и наполненном водохранилище, полученные Ф. Тёльке для упомянутой выше плотины высотой 60 м.
На рисунке показано, что обычная трапецеидальная эпюра напряжений в подошвенном шве очень сильно искажается. При опорожненном водохранилище (рис. 8.24, а) наблюдается сгущение напряжений 
у напорной грани и тем большее, чем больше отношение Еп : Е0; возникают скалывающие напряжения 
, направленные к середине подошвы, создающие горизонтальные сжимающие напряжения 
. Последние, вообще говоря, благоприятны для плотин, так как благодаря сжатию усадочные трещины, возникающие в бетоне, будут закрываться.
Для эксплуатационного случая - наполненного водохранилища (рис. 8.24, б) характерно снижение сжимающих напряжений 
на краях сечения (и даже переход их в растягивающие) с концентрацией напряжений в середине сечения при малых значениях отношения Еп : Е0. Одновременно можно отметить значительную концентрацию напряжений 
у низовой грани, увеличивающуюся с ростом Еп : Е0, а при больших величинах отношения Еп : Е0 - некоторую концентрацию этих напряжений и у напорной грани. Скалывающие напряжения распределяются примерно аналогично вертикальным сжимающим; горизонтальные сжимающие напряжения 
сильно возрастают по сравнению с определяемыми по обычной теории линейного распределения напряжений (на рис. 8.24, б пунктиром).
Таким образом, при наполненном водохранилище деформации основания влекут за собой неблагоприятное перераспределение напряжений в подошвенном сечении: увеличение опасности скалывания по подошвенному шву и рост краевых напряжений на низовой грани плотины. Этот рост зависит от отношения Еп : Е0. Теоретически пики вертикальных сжимающих напряжений могут во много раз превысить величины, определенные элементарным расчетом; практически эти пики не будут столь значительными.
Перераспределение напряжений в подошвенном сечении сказывается и на смежных сечениях плотины обычно в пределах нижней 1/3-1/4 высоты сооружения (рис. 8.25), постепенно переходя к линейному закону.
Понравилось? Поделитесь материалом
