РАСЧЕТЫ ПЛОТИН НА ОСАДКУ

Осадка плотины, т. е. вертикальные перемещения точек ее профиля, происходит вследствие консолидации во времени ядра и боковых призм под воздействием собственного веса и воды. Если в основании плотины залегают сжимаемые грунты, то осадка происходит и за счет основания, в результате чего полная осадка плотины складывается из осадки самой плотины и осадки основания. Согласно СНиП П-53-73 расчет осадки каменно-земляных плотин с учетом напряженно-деформированного состояния следует производить для плотин высотой более 40 м, для плотин меньшей высоты допускается расчеты производить по приближенным зависимостям.

Расчеты осадки выполняются для выявления как значения, так и степени неравномерности деформаций тела плотины и его элементов с целью выбора конструкции плотины и ее противофильтрационного элемента, а также строительного подъема, необходимого для компенсации изменения в дальнейшем высоты и объема плотины.

Осадка плотины зависит от компрессионных свойств материалов ядра и призм плотины и их реологических характеристик, а также от высоты и срока возведения.

Из практики проектирования и строительства высоких каменно-земляных плотин усматривается, что осадка плотины в зависимости от ее конструкции и споробов возведения в большинстве случаев составляет примерно 0,5—1,5% высоты.

Расчеты осадки в общем случае рекомендуется производить по трем или более характерным поперечным сечениям плотины (в русловом и пойменных участках) и по нескольким вертикалям каждого профиля.

Осадку плотины следует определять как с учетом порового давления, так и без него. В расчетах рекомендуется рассматривать период от начала возведения плотины до полной стабилизации, период от начала возведения до окончания и период после окончания возведения плотины до полной консолидации (эксплуатационный период).

Расчеты осадки противофильтрационных устройств каменно-земляных плотин высотой более 70 м следует производить с учетом напряженного состояния.

Для плотин с экраном или диафрагмой осадка определяется для каменной наброски или крупнообломочного грунта, из которых возводится тело плотины, а для плотин с грунтовым ядром — и для призм, и для ядра.

Исследованиями деформируемости крупнообломочных материалов в теле плотины было установлено, что они обладают как упругопластическими свойствами, так и свойствами ползучести.

НИИВОДГЕО предложен метод расчета вертикальных перемещений (осадок) призм плотин из крупнообломочных грунтов при линейной и нелинейной связях деформаций с напряжениями, с учетом упругопластических и ползучих свойств материала плотины.

Следует отметить, что значения упругопластических и ползучих деформаций и показатели деформируемости в значительной мере зависят от формы частиц и коэффициента неоднородности материала отсыпки, и диапазон колебания указанных показателей большой.

Вследствие этого для расчета осадки следует пользоваться значениями параметров сжимаемости, получаемыми лабораторным испытанием образцов материала и лишь при ориентировочных расчетах принимать эти данные по аналогам или табличным рекомендациям.

Р.А. Айрапетян, Проектирование каменно-земляных и каменнонабросных плотин, М., Энергия, 1975