Введение к работе
Актуальность темы. Современное строительство высоких и сверхвысоких грунтовых плотин производится часто в условиях с высокой сейсмической активностью района, что предъявляет повышенные требования к надежности сооружений, к методам их расчета и проектирования. Надежность сооружения при сейсмических нагрузках определяется прежде всего прочностным состоянием материала тела плотины, а также величиной остаточных деформаций в плотине после землетрясения.
В/виду того, что плотины, возводимые в районах с повышенной сейсмической активностью, будут испытывать многочисленные сейсмические воздействия, важно оценить не только выдержит ли плотина расчетное землетрясение, но и сколько землетрясений с заданной вероятностью повтоений она выдержит без опасных последствий.
Седь и задачи работы. Целью работы является исследование сейсмостойкости грунтовых плотин на протяжении длительного промежутка времени (возможно и всего срока эксплуатации), включающего возможные сейсмические воздействия разной интенсивности. Для этого было необходимо решить следующие задачи:
-
Создать алгоритм расчета грунтовых плотин на сейсмические воздействия, задаваемые в виде акселерограммы или "гирлянды" акселерограмм, с целью определения величин остаточных перемещений и изменения прочностного состояния плотины после прохождения сейсмической волны.
-
Учесть в алгоритме смещения точек грунта основания плотины в соответствии с пробеганием по нему сейсмической волны, т.н. эффект "бегущей волны"
-
Разработать программный комплекс, позволяющий исследовать сложную работу грунтовых плотин при сейсмических и статичес- ких нагрузк. При этом напряженно-дефомированное состояние (НДС) грунтовых плотин, вызванное статическими нагрузками (собственный вес, давление воды со стороны ВБ) являются фоном, на котором развивается и с которым взаимодействует НДС, вызванное сейсмическими на--рузками.
4. Определить критерии, по которым возможно оценивать работо-
пособность плотины в условиях многократных сейсмических воздейст-
ий. Для этого были выбраны два показателя - величины остаточных
динамических перемещений и величины изменения коэффициентов надеж-
ности в плотине после каждого землетрясения.
-
Отработать методику численных исследований и определить влияние различных расчетных факторов на показатели работоспособности плотины, по которым оценивается ее прочность и устойчивость.
-
Провести численное исследование работоспособности различных конструкций грунтовых плотин в условиях с разными вариантами сейсмических воздействий.
Научная новизна работы заключается:
в работе впервые предлагается методика, позволяющая оценить срок службы гидротехнического сооружения, в течении которого возможно неоднократное повторение сейсмических воздействий разной интенсивности;
в возможности определения величин остаточных перемещений в плотине и ее прочностного состояния во время и после землетрясения;
в учете значительной протяженности грунтовых плотин по основанию и связанной с этим особенностью расчета- учет "бегущей волны"
Практическое значение. Исследования работы грунтовых плотин в сейсмических условиях дают возможность ответить на некоторые вопросы, касающиеся надежности и долговечности гидротехнических сооружений:
какие землетрясения, в каком количестве и в какой последовательности может выдержать проектируемая плотина без нарушения) ее функций как водоподпорного сооружения; при этом оценка работоспо. собности ведется по допустимым перемещениям;
каковы величины возможных деформаций в плотине за тот или иной период ее эксплуатации с учетом вероятности повторений сейсмических воздействий;
каковы закономерности формирования и развития областей предельного состояния, образующих поверхности обрушения .откосов или грозящих нарушением функций противофильтрационньк или иных элементов плотины пш сейсмических воздействиях.
На защиту выносятся следующие вопросы:
-
разработка критериев, способных оценить устойчивость и прочность плотин, работающих в районах с повышенной сейсмической активностью;
-
методика расчета остаточных перемещений в плотине и изменения ее прочностного состояния после землетрясений;
-
влияние учета "бегущей волны" на изменение напряженно-деформированного состояния плотины во время землетрясения и на величину остаточных перемещений в ней после землетрясений;
-
оценка влияния различных расчетных факторов, таких как: интенсивность сейсмического воздействия, число учитываемых форм собственных колебаний, свойства основания тела плотины на величину остаточных перемещений в плотине после землетрясения;
-
исследование работоспособности плотины в условиях многократных сейсмических воздействий, оценка влияния частоты повторяемости и последовательности землетрясений на процесс накопления остаточных перемещений в плотине и изменение ее прочностного состояния.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на Всесоюзной конференции молодых специалистов" (ВНИИГ им. В.Е.Веденеева, 1985); на Всесоюзной конференции молодых специалистов "Строительство ГЭС в высокогорных условиях" (Цхалтубо, октябрь 1986 г.), на Всесоюзном совещании по проектированию и строительству энергетических объектов в сейсмических условиях (СЭО-88) (Нарва, май 1988 г.).
По результатам диссертационной работы опубликовано четыре печатных работы.
Объем диссертации. Диссертация состоит из предисловия, введения, четырех глав, общих выводов, приложения и списка литературы. Общий объем работы /<5 стр., в том числе Y47 страниц машинописного текста, <50 страниц рисунков,' 6 страниц таблиц, б страниц приложения и списка литературы из 30 наименований.
