Влияние жесткости фундамента на напряженно-деформированное состояние каменно-бетонной плотины с бетонным покрытием

Иногда каменные плотины с высокими бетонными облицовками сооружаются не на каменном, а на грунтовом основании. Поэтому актуальные исследования связаны с влиянием жесткости фундамента на напряженно-деформированное состояние (НДС) и прочность бетонного забоя. Метод. Исследование проводилось с помощью численного моделирования на примере плотины высотой 100 м, опирающейся на сжимаемый фундамент толщиной 100 м. Было рассмотрено пять вариантов модуля деформации грунта основания: от 40 МПа до 20 ГПа. Кроме того, было исследовано влияние фильтрационной стенки, расположенной в основании, на НДС гидростатического экрана. Для моделирования жестких тонкостенных конструкций использовались конечные элементы высокого порядка, что позволило получить детальную картину распределения напряжений в забое. Полученные результаты. Анализы показали, что НДС бетонной поверхности плотины, расположенной на основании пониженной жесткости, характеризуется не только повышенными смещениями, но и изменением характера их распределения. У жесткого фундамента максимальные прогибы забоя наблюдаются примерно на середине высоты плотины, а у мягкого - у подошвы. Следовательно, на мягком основании поперечный прогиб нижней части лица выражен в большей степени, чем в верхней части. Воздействие снижения жесткости фундамента также приводит к появлению дополнительных продольных сил. Выводы. Исследование выявило значительную роль жесткости фундамента в формировании НДС бетонной поверхности каменной наброски. Даже при прочном скальном фундаменте SSS забоя более благоприятен, чем при абсолютно жестком основании. Поэтому при численном моделировании необходимо учитывать реальную жесткость фундамента. Если каменная плотина построена на основании, более деформируемом, чем грунт плотины, то можно ожидать значительного растяжения и появления сжимающих продольных сил, что может привести к потере прочности бетона. Как правило, можно рекомендовать, чтобы отношение модуля деформации грунтов плотины и фундамента не превышало 3. Установлено, что гидростатическое давление на фильтрационную стенку у основания вызывает дополнительные смещения основания. плотина и продольная сила сжатия в бетонной поверхности. Это приводит к увеличению продольных сил, воспринимаемых бетонной поверхностью.