Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Хоанг Минь Тхуан

Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке
<
Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хоанг Минь Тхуан. Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.07 Москва, 2006 192 с. РГБ ОД, 61:07-5/1849

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Опыт применения асфальтобетонных экранов в грунтовых плотинах 8

1.1.. Опыт строительства 8

1.2. Достоинства и недостатки асфальтовых противофильтрационных конструкций 18

1.3.. Современные конструкции плотин с асфальтобетонными экранами 22

1.4. Характеристика работы 24

Глава 2. Свойства и составы гидротехнических асфальтобетонов 26

2.1. Составы асфальтобетонов и требования к исходным материалам 26

2.2. Физико-механические свойства гидротехнического асфальтобетона 31

2.2.1. Прочность асфальтобетона 31

2.2.2. Теплоустойчивость асфальтобетона 32

2.2.3. Водоустойчивость асфальтобетона 33

2.2.4. Плотность асфальтобетона 34

2.2.5. Химическая стойкость асфальтовых бетонов 35

2.2.6. Деформативность асфальтобетона 35

2.3. Определение свойств асфальтобетона при различных составах и температурах. 40

2.3.1. Постановка исследований свойств асфальтобетона 40

2.3.2. Энергетическая модель материала 41

2.3.3. Результаты экспериментальных исследований 44

2.3.4. Назначение свойств литого и укатанного асфальтобетонов 45

Глава 3. Методика расчета напряженно-деформированного состояния каменных плотин с асфальтобетонным экраном в пространственной постановке 49

3.1. Основы Метода Конечных Элементов 50

3.2. Система разрешающих уравнений МКЭ 51

3.3. О пространственных элементах МКЭ 52

3.3.1. Функция перемещений в элементе и функции формы 53

3.3.2. Деформации в элементе 54

3.3.3. Интегрирование в элементе 56

3.3.4. Матрица упругости 57

3.3.5. Формирование вектора внешних нагрузок 58

3.4. Алгоритм решения задачи 59

3.4.1. Исходные данные для решения статической задачи МКЭ и её результаты 59

3.4.2. Последовательность решения задач в МКЭ 60

3.4.3. Учёт поэтапности возведения конструкции и изменения внешних нагрузок 60

3.4.4. Принцип решения нелинейных задач 61

Глава 4. Напряженно - деформированное состояние плотин с асфальтобетонным экраном сесан-4 в пространственной постановке 65

4.1. Постановка и задачи 65

4.2. Исследование НДС плотин с асфальтобетонным экраном в пространственной задачи 70

4.2.1. Влияние на НДС экрана крутизны верхового откоса 70

4.2.2. Влияние свойства асфальтобетона на НДС экрана 106

4.2.3. Влияние грунты тела плотины на НДС каменных плотин с асфальтобетонными экранами 112

4.2.4. Влияние толщины экрана на НДС экрана 116

4.3. Факторный анализ для обобщения результатов исследований! 16

Глава 5. Напряженно - деформированное состояние плотин с асфальтобетонным экраном при разной форме створа 123

5.1. Постановка и задачи 123

5.2. Исследование НДС плотин с асфальтобетонным экраном в пространственной задачи 124

5.2.1. Влияние на НДС плотины напора на экран 124

5.2.2. Влияние формы створа на НДС каменных плотин с асфальтобетонными экранами 169

5.2.3. Влияние коэффициент створа на НДС каменных плотин с асфальтобетонными экранами 170

5.2.4. Влияние заложения верхового откоса на НДС экрана 175

5.3. Факторный анализ для обобщения результатов исследований! 75

Введение к работе

Асфальтовые материалы являются универсальными материалами для гидротехнического строительства. Они сочетают в себе такие положительные свойства как водонепроницаемость, долговечность, коррозионная стойкость, повышенная деформативность, прочность, удобоукладываемость, и т.д.

В то же время применение грунтовых материалов в качестве противофильтрационных элементов каменных плотин часто сопряжено с большими производственными трудностями: сложностью укладки глинистого грунта во влажном климате, тщательнейшим подбором переходных зон, примыканием экрана к крутым бортам и т.д.

* Это требует использовать при строительстве более экономичные и прогрессивные конструции противофильтрационных элементов грунтовых плотин, такие например как асфальтобетонные экраны.

Асфальтобетонные экраны - тонкие элементы требуют высокой точности расчетов, учитывая огромную разницу деформативных свойств асфальтобетона и горной массы, и на которую они передают давление воды ВБ. Исследование напряжённо-деформированного состояния (НДС) плотины с асфальтобетонным экраном позволяет выявлять необходимые конструктивные элементы в экране для его надёжной работы, а такие в плотине.

Однако процесс внедрения асфальтобетонных противофильтрационных конструкций в строительство имеет ряд нерешенных вопросов. В частности, это относится к методам расчета асфальтобетонных противофильтрационных устройств совместно с горной массой основного тела плотины.

Техника ЭВМ непрерывно развивается и её использование для расчетов позволяет исследовать устойчивость и прочность тонких конструкций экранов и влияние на их работоспособность различных факторов. Применение МКЭ позволяет решать задачу о НДС противофильтрационного асфаль-

тобетонного экрана, а для описания нелинейности свойств грунтов и асфальтобетона используется энергетическая модель Л.Н.Рассказова.

* Практика строительства и экономические факторы указывают на целесообразность расширения области применения асфальтобетонных противофильтрационных конструкций. Однако В проблеме внедрения асфальтобетонных противофильтрационных конструкций в строительстве имеется ряд не до конца решенных вопросов.

Поэтому цель работы: 1) выявить основные особенности работы плотины с асфальтобетонным экраном на основе исследовании напряженно-деформированного состояния как пространственной конструкции; 2) дать рекомендации для конструирования таких плотины как надёжной конструкции при различных условиях строительства (с учётом параметров створа, свойств материала экрана и грунтов тела плотины, внешних вохдействии).

Таким образом, практическая значимость работы вытекает из выше сказанного, т.к. она позволяет не только выявить зоны растяжения, но и рекомендовать армирование этих зон геотекстилем для восприятия растягивающих напряжений, что обеспечит большую надёжность этого типа плотин.

Современные конструкции плотин с асфальтобетонными экранами

Асфальтовые противофильтрационные конструкции нашли широкое применение в практике проектирования и строительства грунтовых и бетонных гидротехнических сооружений. На рис. 1.11 представлен график динамики ввода в эксплуатацию грунтовых плотинах с асфальтобетонными экранами за рубежом и в отечественной практике [100].

За последние годы значительное развитие получили конструкции асфальтобетонных экранов в грунтовых плотинах и дамбах. Высокая водонепроницаемость и водоустойчивость асфальтовых материалов [97,98,99,101] позволяет выполнять противофильтрационный элемент сравнительно тонким. Термопластичность асфальтов и возможность управлять их свойствами путем подбора состава обеспечивают надежную и договечную работу конструкции в разнообразных климатических условиях. Укладка асфальтовых материалов в нагретом состоянии практически исключает зависимость от погодных условий. Высокая деформативность и самоуплотняемость асфальтовых смесей обеспечивают надежность работы конструкции при значительных деформациях сооружения и появлении трещин.

Для выполнения противофильтрационных экранов используется гидротехнический асфальтобетон. Дренажные слои укладываются из крупнозерни Динамика роста числа грунтовых сооружения с асфальтовыми экранами, построенных в СНГ и за рубежом стого асфальтобетона, а водонепроницаемые слои - из мелко- и средне-зернистого уплотняемого асфальтобетона.

Опыт строительства значительного числа сооружений [97, 98, 101, 7] показывает технико-экономическую эффективность применения асфальтобетонных экранов, так как весь процесс их возведения допускает полную комплексную механизацию работ. Это относится как к процессу приготовления асфальтобетона, так и его транспортировки и укладки.

Асфальтобетонные экраны являются универсальным и прогрессивным видом противофильтрационных конструкций. Их отличительными признаками являются: 1. четкая функциональность элементов; 2. малые объемы и толщина; 3. возможность достижения полной водонепроницаемости; 4. химическая стойкость; 5. морозостойкость, возможность укладки при отрицательных темпе ратурах и под воду; 6. способность к самозалечиванию и восстановлению структуры для литых асфальтов; 7. экономичность; 8. комплексная механизация работ.

Функциональность элементов асфальтобетонных экранов заключается в том, что асфальтовые материалы выполняют только противофильтрацион- ную функцию и практически не участвуют в статической работе сооружения. Функциональность позволяет получить конструкцию, в которой свойства материала используются полностью.

Малые объемы водонепроницаемого элемента обусловливают сокращение трудозатрат при возведении сооружения, снижение стоимости, упрощение технологии и общее уменьшение сроков строительства сооружения. Существенным является то, что уменьшение толщины экрана сравнению с 0 грунтовым, и выполнение его из горячего асфальтового материала предопределяет эффективность применения асфальтобетонных экранов практически в любых климатических включая Заполярье и геологических районах.

Химическая стойкость асфальтобетонных экранов приобретает значение при наличии агрессивных сред, особенно при необходимости изоляции загрязненных вод. Этих их свойство объясняет опережающие объемы их внедрения при строительстве гидротехнических сооружений ТЭС и АЭС. По этому асфальтобетонные противофильтрационные конструкции стали эффективным средством защиты окружающей среды.

Необходимо отметить, что технико-экономическое преимущество асфальтовых противофильтрационных устройств обусловило форсированное проведение их исследований и внедрение в нашей стране и во многих странах мира.

Определение свойств асфальтобетона при различных составах и температурах.

На кафедре гидросооружений ранее были проведены исследования свойств асфальтобетона различного состава и при различных температурных условиях [74,75]. Испытания образцов асфальтобетона проводились в стаби-лометре конструкции МИСИ. Образцы асфальтобетона представляли собой цилиндр диаметром 60 мм и высотой И 5-И 30 мм. Максимальная крупность заполнителя (щебня) в соответствии с размером образца была 15 мм.

Для проведения экспериментов при различных температурах использовалась климатическая камера "ALKA" КТК-800 (Германия), имеющая полезные размеры 1,0 х 0,85 х 0,95 и позволяющая поддерживать требуемую температуру с точностью до ± 0,5С в диапазоне от -80С до +90С.

Задачей исследований являлось определение влияния различных факторов на деформативные и прочностные свойства асфальтобетонов. Таких факторов было выделено 4. Планирование экспериментов осуществлялось на основе методики факторного анализа [].

В этой методике исследуемые численные значения факторов Х; из натуральных переменных переводились в кодированные Xj с ограничением - 1 Xj +1. Кодированное (нормированное) значение факторов выполняется по формуле : х, = Х " Ж Возврат к натуральному значению переменной осуществляется по формуле: X}1 = Х АХ}1 + Xg, н н н где XQ- = 0,5 (Хітах + Ximin) - координата центра і-го фактора в натуральном выражении; AX, = 0,5 (Ximax - X,mm) - полуинтервал варьирования і-го фактора. При исследовании прочностных и деформационных свойств асфальтобетона рассматривались четыре фактора:

1. Количество крупного заполнителя Хі в процентах от общего веса минеральной части асфальтобетона. Оно варьировалось от 30% (верхний уровень Xi = +1) до 60% (нижний уровень Xi=—1).

2. Количество битума БНД 60/90 - Х2 в процентах сверх 100% минеральной части. Диапазон варьирования включает в себя практически все виды асфальтобетона, которые используются в гидротехническом строительстве: от 7% (верхний уровень фактора Х2 = +1) до 14% (нижний уровень фактора Хг—1).

3. Начальное гидростатическое обжатие Х3. Оно варьировалось от 0,2 МПа (верхний уровень Хз =+1) до 0,8 МПа (нижний уровень Х3 = -1). 4. Температура Х4 варьировалась от20С (нижний уровень Х4 = -1) до +1С (верхний уровень Х4 =+1).

Для описания прочностных и деформативных характеристик грунтов и асфальтобетона использована энергетическая модель материала [45]. Она учитывает упругие, пластические, реологические свойства материалов и описывает нелинейность связи между напряжениями и деформациями.

К достоинствам модели относится то, что все значения параметров, входящих в нее, могут быть получены из одного "идеального" эксперимента в приборе трехосного сжатия.

В основу энергетической модели грунта положена концепция коаксиальное (соосности) тензоров приращений напряжений и приращений деформаций. Это даёт возможность записать скалярную зависимость приращений деформаций от приращений напряжений.

При построении модели считается, что условно-мгновенная деформация состоит из упругой и пластической (протекают за время, условно равное нулю) и ползучих деформаций, которые изменяются во времени.

При равномерном всестороннем сжатии связь между объемной деформацией и средним напряжением описывается в модели степенной зависимостью вида: (сті +ci2 + ст3) Є] , ег, е3 и Сті, CT2, аз - компоненты главных деформаций и на пряжении.

При определении напряжений и деформаций в модели учитывается путь нагружения грунта. Его состояние по отношению к предельному выражается через коэффициент запаса прочности (коэффициент надёжности) материала. Для определения состояния материала используется энергетическое условие прочности. U„+ ja-de= Smn-dsmn LI L2 где Uo - энергия начальной прочности и связности материала; Smn і Єтп - компоненты девиаторов напряжений и деформаций соответственно; L - параметр пути нагружения. Коэффициент запаса прочности (надёжности), исходя из (Ц.) определяется в виде:

Предельному состоянию соответствует Кн=1,0. При составлении зависимости связи девиаторов деформаций и напряжений принимается, что в материале по мере нагружения упругие связи между частицами заменяются пластическими. Количество упругих и пластических связей выражается через коэффициент В и коэффициент относительной прочности материала К.

Связь между приращениями компонент девиаторов напряжений dSmn и деформаций d8mn без учёта ползучести устанавливается в виде: dSmn = 2aNn f (v) ехр(ВК - В) + О0пл к[і - ехр(ВК - B)]dsmn (2.6) где В - безразмерный коэффициент разрушения упругих связей при развитии девиаторного нагружения; f(v) = " функция коэффициента Пуассона — К —1 К = — коэффициент относительной прочности материала. н Go - начальный (при a =1 т/м2) модуль сдвига для пластических связей; Дилатансия в модели описывается в приращениях эмпирической зависимостью вида: M„undr dea = sign (Го - Г) a дшг где dea - приращение объемной деформации за счет дилатансии; Мдил - эмпирический коэффициент, так называемый "модуль дила-тансии" при a = 1,0 т/м ; оТ - приращение второго инварианта тензора деформаций; sign (Г0 - Г) - индикатор знака дилатансии В общем виде на участке активного нагружения энергетическая модель материала с учётом ползучести записывается в виде:

Приращение компоненты девиатора приращения деформаций demn выражается через компоненту тензора приращения деформаций demn следующим образом : л A de demn =demn-y прит = п demn =2demn притоп На участке разгрузки модель предусматривает упругое деформирование и использование закона Гука : damn = Ер de + 2 Gp demn (Н) где Ер и Gp - упругие константы разгрузки;

Все параметры, входящие в энергетическую модель грунта (U0, Е0, п, Go, Г0, М, В) определяются из стабилометрических экспериментов.

В результате обработки результатов опытов были получены уравнения, записанные в виде линейных полиномов, для параметров энергетической мо дели асфальтобетона (уравнения приводятся с учетом значимости полученных коэффициентов) и в зависимости от нормированных факторов.

Для модуля объемной деформации Е0 полином выглядит следующим образом (кгс/см ): Е0 = 423,6 -107,1 X, - 42,0 Х2 + 341,0 Х4 + 53,7 Х,Х2 - 95,4 Х,Х3 - 96,5 Х,Х4 - 63,5 Х2Х4 + 62,8 Х,Х2 Х3 + 61,6 Х,Х2 Х4 - 95,0 Х,Х3 Х4 + + 61,7X,X2XjX4 Или модуля объемной деформации Е0 получено по номограмой определения Е0( рис 2.1).

Изменение начальной прочности и связности материала Uo в зависимости от рассматриваемых факторов описывается следующим уравнением (т/м2):

U0 = 3,82831- 0,15956 X,- 2,29419 Х2- 0,11169 Х3 + 2,03004 Х4 -- 0,01294 Х,Х2 - 0,12456 Х,Х3 - 0,16169 Х,Х4 + 0,86956 Х2Х4+ + 0,00919Х2Х3-0,13456 Х3Х4-0,06294Х1Х2Х3- 0,01831 Х,Х2Хг -0,08169 X, Х3 Х,-0,00544 Х2 Х3 Х4-0,01831 Xj Х2 Х3 X, Ж Для начального модуля сдвига Go пластических связей (кгс/см2) получено следующее уравнение регрессии

Go = 307,024 + 216,502 Х2 + 16,254 Х3 + 236,47 Х4+ 25,358 Х,Х2 -- 40,499 XiX3+ 199,267 Х2Х4+ 16,842 Х3Х4- 33,362 Х,Х2Х3 + + 26,776 Х,Х2Х4 - 40,925 X, Х3 Х4 - 32,0965 X, Х2 Х3 Х4 (ЩЦ) Приведенные выше деформативные характеристики асфальтобетона используются в рамках энергетической модели материала.

Функция перемещений в элементе и функции формы

Так как в МКЭ перемещения системы выражаются через перемещения узлов (степеней свободы), то и действующие распределенные нагрузки необходимо привести к узловым. Приведение распределённых нагрузок к узловым производится из условия равенства работы узловых сил на узловых псрсме-щениях и работы распределённых внешних сил на перемещениях точек конструкции: A(5uj) = Fj 5uj = J Pf(6u) dV + } p(6u) dco (3.22) V ш Здесь 6uj - перемещение j-той степени свободы; Fj - компонента вектора нагрузки для j-той степени свободы; f(8u) - функция распределения перемещений; Р - функция распределения объемных нагрузок по объёму V; р - функция распределения поверхностных нагрузок по площади со.

В каждом і-том элементе функция распределения перемещений от перемещения j-той системе свободы f(5uj) в соответствии с (3.7) выражается через функцию формы этого узла N,; и перемещение степени свободы: f(5uj) = Nj5Uj. Тогда (3.22) преобразуется следующим образом : FJ5UJ= X ( J Р N; dV+ J р N; dco)5Uj (3.23) Отсюда находим выражение для компоненты вектора внешних сил : р;=1 (PN;dV+ JPN; dco) (3.24)

В качестве исходной информации при решении статической задачи с помощью МКЭ задаются: 1) схема дискретизации конструкции : количество элементов и узлов в сетке МКЭ, типы элементов, топология элементов (связь номеров элементов и номеров его узлов); 2) геометрия конструкции - координаты узлов сетки МКЭ; 3) деформативные характеристики среды : величины параметров деформирования среды и их распределение в конструкции. 4) величины и место приложения внешних нагрузок. 5) граничные условия задачи (например, закрепление узлов от перемещений).

В результате решения статической задачи получают : 1) величины перемещений в учлах сетки конструкции от действующих нагрузок; 2) распределение деформаций по элементам конструкции; 3) величины напряжений в конечных элементах, на которые рачбита кон-сфукния

При решении упругих задач последовательность решения задачи НДС от внешних нагрузок выглядит следующим образом : 1) Составление матрицы жёсткости системы (3.3); 2) Формирование вектора узловых сил (3.24); 3) Приведение матрицы жёсткости к треугольному виду. Часто для этого используется метод Гаусса; 4) Решение системы линейных уравнений (3.2) - определение вектора перемещений степеней свободы системы; 5) Определение приращение деформаций элементов (3.5); 6) Определение приращение напряжений в элементах (3.6);

Гидротехнические сооружения часто имеют значительные размеры, а испытываемые ими в процессе строительства и эксплуатации нагрузки значительно изменяются. Поэтому при расчётах необходимо учитывать влияние на их НДС изменения геометрии конструкции в процессе восприятия нагрузки и изменения самих действующих нагрузок. Для грунтовых плотин влияние поэтапности возведения и нагружения наиболее значительно, так как от истории нагружения зависит деформируемость грунта (см.2.3.2). Поэтому для них при решении задачи необходимо моделировать формирование НДС плотины в строительных период.

В реальности плотина возводится постепенно, постепенно растут и действующие на неё нагрузки (собственный вес и гидростатическое давление при наполнении водохранилища). При расчётах этот непрерывный процесс заменяется рядом этапов, на каждом из которых изменяются действующие нагрузки, а также возможно изменение профиля плотины. Фактически приходится решать несколько статических задач по схеме изложенной в п.3.3.1.

Однако на каждом из этапов надо учитывать то НДС конструкции, которое уже имелось на предыдущий момент времени. Для этого используется метод начальных напряжений. Тогда напряжения будут определяться по зависимости [20]: {C} = [D]({E}-{80})+{C0} (3.25) где [D] - матрица упругости; {s0}- вектор начальных деформаций (до приложения дополнительной нагрузки); {а0} - вектор начальных напряжений. При этом система уравнений (3.2) приобретет следующий вид : [К1е] {Ди1е} = {AFie} (3-26) здесь {AF,e} вектор-столбец дополнительных сил, возникших на этане ie; [К,е] - матрица жесткости для данного этапа {Auie} - вектор столбец приращений перемещений, вызванных приращением внешних нагрузок.

Для более точного отражения реального процесса формирования НДС конструкции необходимо стремиться к детализации расчётной схемы поэтапности и рассматривать как можно большее количество этапов.

Исследование НДС плотин с асфальтобетонным экраном в пространственной задачи

С целью выявления влияния крутизны откоса на НДС экрана были решены задачи для заложений верхового откоса 1,4; 1,05 и 0,7.

Рассмотрим НДС плотины и экрана для случая заложения верхового откоса 1,4.

Для расчета НДС в соответствии с принятой расчетной схемой, профиль плотины был разбит на сетка МКЭ включала в себя 5886 конечных элементов с 16428 степенями свободы (вариант 5 и 8) и на сетка МКЭ включала в себя 5513 конечных элементов с 15441 степенями свободы (вариант 6 и 7). Плотина разбита на 18 зон возведения, а строительство ее и поднятие уровня воды в водохранилище производится за 29 этапов (рис. 4.1).

В рамках энергетической модели грунта для статических расчетов НДС плотины были так же использованы характеристики материалов, которые представлены в таблице 4.1. Варианты приняты в соответствии с матрицей планирования факторного анализа (таб.4.2).

Из рис. 4.7 видно, что при толщине экрана 0,39м и свойство асфальтобетона (содержания битума Рб= 7% и здесь и даже в скобках указаны основные параметры деформируемости материалов для их «узнавания». Полностью параметры даны в таб.4.1) сжимающие максимальные главные напря-жения а3 на верховой грани составляют -4,13 кГ/см и на низовой грани 4,32 кГ/см , сжимающие минимальные главные напряжения 5\ на верховой грани составляют -8,23 кГ/см и на низовой грани -8,57 кГ/см (вариант № 5).

Если при толщине экрана 0,39м и свойство асфальтобетона несколько ниже (Рб= 10%) сжимающие максимальные главные напряжения с3 на верхо-вой грани составляют -3.26 кГ/см и на низовой грани -3.40 кГ/см , сжимающие минимальные главные напряжения о\ на верховой грани составляют -8,19 кГ/см и на низовой грани -8,50 кГ/см (рис.4.4 - вариант № 8).

При толщине экрана 0,28м и при свойствах асфальтобетона соответствующих содержанию битума Рб = 10% сжимающие максимальные главные напряжения а3 на верховой грани составляют -3.31 кГ/см и на низовой грани -3,38 кГ/см , сжимающие минимальные главные напряжения о\ на верховой грани составляют -8,32 кГ/см и на низовой грани -8,47 кГ/см (рис.4.6 - вариант № 6).

Если при толщине экрана 0,28м и свойство асфальтобетона соответствующих содержанию битума Рб = 7% сжимающие максимальные главные напряжения а3 на верховой грани составляют -4.20 кГ/см2 и на низовой грани -4.28 кГ/см , сжимающие минимальные главные напряжения о\ на верховой грани составляют -8,36 кГ/см и на низовой грани -8,51 кГ/см (рис.4.5 -вариант № 7).

Наличие малых растягивающих напряжений аз на гребне и практически по всей высоте экрана говорит о возможности раскрытия небольших трещин в примыканиях к бортам и на гребне. Таким образом, можно заключить, что свойства асфальтобетона мало влияет на НДС экрана. 2) Главные напряжения в экране в примыкании(ПК7+79.69).

Из рис. 4.8 видно, что при толщине экрана 0,39м и при свойствах асфальтобетона соответствующих содержанию битума Рб = 10%, растягивающие максимальные главные напряжения о3 на верховой грани составляют 0,57 кГ/см и на низовой грани 0,41 кГ/см (вариант № 8)

При такой же толщине экрана 0,39м, и свойством асфальтобетона соответствующих содержанию битума Рб= 7%, то растягивающие максимальные главные напряжения о3 на верховой грани мало отличаются от полученных при более деформируемом экране. Видимо точности определения мала, да и величины растяжений столь малы, что уточнение не требуется

При толщине экрана 0,28м и при свойствах асфальтобетона с Рб = 7%, растягивающие максимальные главные напряжения оз на верховой грани со-ставляют 0,4 кГ/см и на низовой грани 0,35 кГ/см (рис.4.5 -вариант № 7). Если той же толщине экрана и при свойствах асфальтобетона соответствуют содержанию битума Рб = 10%, то растягивающие максимальные главные напряжения Оз на верховой грани очень близки полученным при более жёстком экране (рис.4.6 - вариант № 6).

Таким образом, именно бортовые примыкания являются наиболее слабым местом асфальтобетонного экрана, т.к. там возникают растягивающие напряжения. Содержание битума в экране мало влияет на растягивающие напряжения.

3) Главные напряжения на верховой грани экрана.

Распределение главные напряжений аі(вариант-5) характеризуется наличием зоны разуплотнения вдоль верхового откоса, у гребня плотины, но вдоль откоса напряжения С\ ( рис.4.12а) изменяются от величины блузкой нулю у гребня до сжатие -8,0 кГ/см у основания плотины .

Похожие диссертации на Напряжённо-деформированное состояние каменных плотин с асфальтобетонными экранами в пространственной постановке