Сочетание железобетонной поверхности каменной насыпной плотины и противофильтрационной стены в фундаменте: напряженно-деформированное состояние

Введение. Сооружение железобетонных фасадных каменно-набросных плотин на грунтовых основаниях требует решения задачи организации надежной схемы сопряжения железобетонного фасада плотины с противофильтрационным сооружением в основании. Объектом исследования является плотина Мяоцзяба высотой 111 м (Ганьсу, Китай), которая в русловой части покоится на огромном слое грунтового основания, а в боковых участках расположена на скалах. Материалы и методы. С помощью численного моделирования исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) железобетонной облицовки (ЖБ) и отсечной стены (КОС) рассматриваемой плотины. Исследование проводилось в 2D и 3D постановках. Конечные элементы с высокой степенью аппроксимации внутри элементов предполагается использовать для моделирования тонкостенных конструкций. Полученные результаты. По результатам численного моделирования КС и КС подвержены сложным деформациям и находятся в сложном напряженном состоянии. Характеризуется наличием значительных сжимающих усилий как в забое, так и в стене. Тем не менее сжимающие усилия не превышают предельной прочности бетона на сжатие. Растягивающие напряжения более опасны для прочности противофильтрационных сооружений. В забое в зоне сопряжения с скальной породой возникают растягивающие напряжения. КОУ подвергается растяжению в зоне покоя на жестком бетонном полотне. Кроме того, COW отделяется от скальных стенок. Все это создает опасность нарушения герметичности противофильтрационной защиты. Выводы. При проектировании каменно-набросных плотин с сочетанием железобетонной облицовки и противофильтрационной стены особое внимание следует уделять пространственным условиям работы этих элементов. Это поможет найти зону появления опасных напряжений, которые не видны при решении двумерной задачи. Однако очевидно, что сопряжение КФ с КС с помощью жесткого бетонного фартука не является безопасным решением.