Для расчета могут быть применены. решения, полученные для слоистой среды [126]. Если же слои наклонены к горизонту под тем или иным углом, то для определения напряженного состояния основания можно прибегнуть к методу приведения анизотропной (ортотропной) среды к изотропной [.139]. В этом случае анизотропная область как бы растягивается (или сжимается) в К раз по направлению оси у. На рис. 3.2 показаны два примера такого преобразования: изолинии суммы нормальных напряжений изотропной области 0=пх+а2/ сжаты (а) и вытянуты (б) для ортотропной. Что касается двух — и многослойных структур IV — VI, то в пределах отдельного крупного слоя вероятно можно провести схематизацию— приведение к квазисплошному типу. Однако расчет основания из двух и более однородных слоев теоретически почти не разработан, если не считать некоторых решений для случая гибкой нагрузки на основание (при горизонтальном расположении слоев), что не соответствует случаю бетонных плотин. Также пока нет решений для случаев, когда основание сложено несколькими массивами разных пород, выклинивающихся в пределах подошвы сооружения или вообще расположенных не параллельно его подошве.
Это относится как ко вторичным складчатым, так и к массивным структурам. Исключение может представить случай, когда специальные мероприятия, как, например, сплошная цементация пород основания, замена слабых пород бетоном, заделка крупных трещин, позволяют приблизить основание к типу квазисплошных или трансверсально-изотропных. При отсутствии аналитического решения задачи остается единственный путь решения моделирование структур основания. Для многих гидротехнических сооружений ограничиваются определением наиболее опасных напряжений, возникающих в зоне контакта сооружения с основанием. Этот расчет может быть проведен методами контактной задачи теории упругости или приближенными методами строительной механики. Имеется ряд таких решений, но все они предполагают наличие изотропного или квазиизогроп — ного, а для некоторых случаев слоистого основания. Когда же, в зону подошвы сооружения попадают разные породы, часто резко различающиеся по своим прочностным и де — формативным свойствам, приходится прибегать к модельным исследованиям. В последнее время для приближенного расчета в таких случаях начали. применять так называемый метод конечных элементов [139, 172]. 3. Учет естественных (собственных) напряжений оснований. При расчете напряженного состояния основания следует иметь в виду естественные напряжения, которые имеются в скальном массиве основания. Это прежде всего напряжения от собственного веса пород, которые приближенно можно считать распределенными по гидростатическому закону (фактически вследствие трещиноватости пород и различных структурных нарушений эти напряжения распределены весьма неравномерно). Далее, в породах основания могут быть собственные (естественные) напряжения, вызванные или горообразовательными и тектоническими процессами, или же денудационными процессами, т. е. образованием долины и русла реки и естественной «разгрузкой» дна и склонов долины. Такие напряжения проявляются обычно при вскрытии котлована под сооружение, когда прайсходит разгрузка основания в результате снятия давления удаляемых пород. При этом наблюдается некоторое разуплотнение массива основания, раскрытие трещин, иногда появление новых. Особенно эффектны эти явления в слоистых сланцевых и глинистых породах. Разгрузка происходит и по дну, и по бортам котлована; в зоне последних характерно развитие или появление трещин «откола» или «(бортового отпора». Разгрузка основания при вскрытии котлована приближенно может быть учтена путем вычитания по контуру котлована напряжений, вызванных действием веса удаленных. пород.
admin172