Оценка прочности бетона плотины
1. Прочность плотины. Прочность плотины (бетона плотины) оценивают путем сопоставления действующих напряжений (см. §7.16) с характеристиками прочности бетона. При такой оценке интересуются наиболее опасными точками профиля плотины. Прежде всего рассматривают действующие главные напряжения [см. формулы (7.75) и (7.76)], причем требуют, чтобы эти напряжения удовлетворяли условиям:
2. Изостаты. Траектории главных нормальных и максимальных касательных напряжений. Достаточно часто прибегают к зональному распределению бетона разного качества по поперечному профилю плотины. При этом призменная прочность бетона Rnр в различных частях профиля плотины в общем случае оказывается различной.
Разбивку плотины на блоки бетонирования следует осуществлять с учетом распределения касательных напряжений по профилю плотины. Поэтому для запроектированного поперечного профиля плотины приходится строить изостаты и траектории главных нормальных напряжений. Изостатами главных нормальных напряжений называют линии равных значений. Эти изостаты характеризуют значение главных напряжений в различных точках профиля плотины.
Траекторией главного напряжения называют линию, в каждой точке которой вектор щ (или а2) касателен к ней. Траектории главных напряжений дают нам направления главных напряжений в различных точках профиля плотины.
Наряду с этими линиями строят также изостаты максимальных касательных напряжений ттах (см. рис. 7.49), т. е. линии ттах — = const и траектории. Траекторией максимального касательного напряжения называют линию, в каждой точке которой вектор Тщах касателен к ней.
При построении таких изостат и траекторий рассматривают случаи наполненного и опорожненного водохранилища, причем в первом приближении действительную плотину заменяют бетонным клином бесконечно большой высоты; в случае наполненного водохранилища вершину упомянутого клина располагают на уровне воды верхнего бьефа; само построение рассматриваемых линий для поясненного схематизированного профиля плотины осуществляют, пользуясь различными приближенными приемами опорожненного водохранилища. На рис. 7.52, а схематично изображены траектории главных напряжений щ и а2, а на рис. 7.52: траектории максимальных касательных напряжений ттах. Этот рисунок относится к случаю, когда при наполненном водохранилище (рис. 7.52, а, б) большее главное напряжение действует на верховую грань (на площадку ас, см. рис. 7.46); меньшее же главное напряжение а2— на площадку сЬ. При опорожненном водохранилище (рис. 7.52, в) получаем обратную картину: большее главное напряжение щ действует на площадку сЬ (см. рис. 7.46); в связи с этим для опорожненного водохранилища получается иной тип траекторий.
Подчеркнем следующие положения, которые необходимо иметь в виду при рассмотрении схем на рис. 7.52: 1) траектории образуют ортогональную сетку, эти траектории при наполненном водохранилище (рис. 7.52, а) подходят ортогонально к граням плотины; в случае опорожненного водохранилища ортогонально к граням плотины подходят только траектории а2; траектории щ вверху профиля подходят к низовой грани, как показано на рис. 7.52, в; 2) вдоль траекторий главных напряжений касательные напряжения равны нулю; 3) траектории максимальных касательных напряжений составляют с траекториями напряжений углы 45°.
Руководствуясь изостатами, проектируют зональное распределение бетона различного качества, руководствуясь же траекториями напряжений, намечают разбивку плотины на блоки бетонирования.