Расчеты напряженного состояния гравитационных плотин
Элементарные методы. Расчет краевых напряжений методом сопротивления материалов выполняют, рассматривая секцию плотины или (при отсутствии полостей, трубопроводов и т. д.) элемент единичной длины. Сначала определяют по формуле внецент- ренного сжатия <ту. В общем случае (при расчете секции):
Метод О. Мора (приближенный) позволяет определить краевые напряжения и напряжения внутри тела плотины [9].
Методы теории упругости позволяют учесть нелинейность распределения напряжений в сечениях плотины, податливость основания, концентрации, напряжений, различие физико-механических и теплофизических свойств в разных зонах плотины и основания и др. Имеются решения теории упругости для бесконечного клина и для контактной задачи (представляющие наибольший интерес и позволяющие получить распределение напряжений по контакту). При решении контактной задачи используют следующие идеи: «сращивание» смещений контактных точек или рассмотрение нижней части плотины как балки, загруженной сверху напряжениями, возникающими в треугольном клине, а с торцов — заданными внешними напряжениями. Наибольшее распространение получили численные методы решения задач теории упругости: метод конечных разностей (МК.Р) и метод конечных элементов (МКЭ). В последние годы во ВНИИГ, Гидропроекте, МИСИ, ВОДГЕО разработан ряд универсальных программ для решения плоских и трехмерных задач теории упругости. Полученные напряжения сравнивают с критериями прочности, приведенными в главе 3.3. В соответствии со СНиП в критериях прочности рекомендовано учитывать сложное напряженное состояние; возможен учет и длительной прочности [24]. Особенности расчетов облегченных плотин приведены в [9]. Начинают применять методы расчета (А. А. Храпков, В. Г. Орехов и др.), базирующиеся на линейной и нелинейной механике разрушения, позволяющие анализировать процесс развития трещин в плотине и основании.