О статическом расчете скальных оснований плотин

О статическом расчете скальных оснований плотинОсновные теоретические методы. Основной принцип расчета прочности и деформа — тивности основания плотин заключается в том, что рассматривается не отдельно плотина и отдельно основание, а, общий их комплекс как единое целое. При этом существуют две основные схемы такого комплекса: 1) консоль, заделанная в основание,— случай гравитационной, контрфорсной или ячеистой плотины; 2) арка (свод или оболочка), передающая усилия на опоры — в основном на склоны и частично на дно долины— случай арочной и арочно-гравитационной плотины. По выражению известного итальянского специалиста по плотиностроению К. Семенца, «плотина наполовину состоит из скального основания». При первой схеме основание рассматривается или как полуплоскость (плоская задача— для гравитационной и ячеистой плотины, а в ряде случаев и для контрфорса контрфорсной плотины), или как полупространство (для расчета контрфорсов).При второй схеме основание следует рассматривать как полупространство, но в ряде случаев опирание арочных элементов можно рассчитывать и в порядке плоской задачи.

Наиболее совершенный метод расчета напряженного и деформированного состояния основания и плотины — метод теории упругости— применим для случаев, когда основание может считаться однородным, изотропным, упругим и линейно-деформируемым. В последнее время разработаны методы расчета и для анизотропных оснований — орто — тропных [52] и слоистых (многослойных) при параллельности слоев поверхности полупространства, в том числе и разнородных [126]. Вопрос прочности однородного монолитного скального основания для гравитационных и контрфорсных плотин практически не играет роли, так как такое основание имеет высокий предел прочности. Только для очень высоких плотин данного типа и большинства арочных плотин, передающих значительные давления на борта, или склоны, долины, необходимо уделять внимание прочности однородного основания. Однако существен вопрос прочности оснований, имеющих зоны, ослабленные трещинами, и прочности контакта подошвы плотины с основанием, также являющегося слабым местом сооружения. Расчеты прочности контакта сооружения со скальным основанием или, что то же, расчеты устойчивости сооружения на сдвиг ведутся в соответствии с СН 123-60, где предельное состояние сооружения перед разрушением (сдвигом-срезом) оценивается параметрами сдвига /и с («трение» и сцепление по контакту сооружения с основанием) [106]. В последнее время обсуждается вопрос о замене расчета устойчивости сооружения на сдвиг по скале расчетом прочности шва — контакта между бетоном сооружения и скалой основания. Во многих случаях приходится проверять и прочность (устойчивость) скальных склонов (откосов) котлованов и береговых примыканий плотины. Эти проверки делают пока на основе теории предельного равновесия, исследуя трещиноватость и другие структурные элементы основания и анализируя возможности образования поверхностей разрушения скального массива (по трещинам и разломам).