Условия работы тела плотины в период строительства и в начальный период ее эксплуатации
В период возведения плотины, а также в первое время ее эксплуатации за счет самоуплотнения грунта, уложенного в плотину, происходит уменьшение высоты отсыпанного тела плотины. Эта осадка прямо пропорциональна высоте отсыпанного тела плотины. Кроме того, если основание нескальное, то под действием массы плотины происходит также осадка поверхности основания плотины.
Различают следующие вертикальные деформации плотины в ее вертикальном поперечном сечении: строительная осадка основания, т.е. осадка поверхности основания плотины за время ее строительства, обусловленная массой возводимой плотины; Лосн —послестроительная осадка поверхности основания плотины, получающаяся после окончания ее строительства (и наполнения водой водохранилища), обусловленная массой возведенной плотины, а также соответствующими фильтрационными силами.
Значение рсух.н для отдельных горизонтальных строительных слоев грунта (укладываемых в тело плотины) или для отдельных ее ярусов назначают с учетом продолжительности строительного периода в соответствии со следующими основными условиями: 1) значения фи с для грунта, уложенного в тело плотины, должны обеспечивать требуемую устойчивость откосов плотины как в период строительства, так и во время ее эксплуатации; 2) осадки основания и самоуплотнение тела плотины, происходящие в период строительства и эксплуатации плотины, не должны повлечь за собой опасную деформацию противофильтрационных устройств, дренажей и других элементов плотины; в теле плотины не должны возникать ходы сосредоточенной фильтрации или области, поддающиеся опасной суффозии.
Иногда назначают переменной по высоте плотины: большей для нижележащих и меньшей для вышележащих ярусов. В соответствии с намеченной начальной плотностью грунта Рсух.н устанавливают надлежащий способ его уплотнения. Часто рекомендуют назначать рСух.и и для отдельных слоев с таким расчетом, чтобы осадка Дгр составляла величину порядка 1...2 % высоты плотины в данном ее поперечном сечении. Однако при наличии соответствующего обоснования, содержащего анализ влияния значении на деформацию элементов тела плотины, иногда увеличивают значения Дгр.
Приближенно значение рсух.н можно устанавливать по следующим формулам:
1) в случае насыпи из песчаного или крупнообломочного грунта
2) в случае глинистого грунта (уплотняемого механическими средствами)
Определив и оценив значения п.стр и pcyx находят фис, отвечающие; а) моменту окончания постройки плотины (см. на рис. 2.21 вертикаль 1—1) и б) моменту завершения осадок (см. на рис. 2.21 вертикаль 2—2). Значения фи с необходимы для расчета устойчивости откосов плотины (см. § 2.15); послестроительные значения Ф и с могут представлять интерес только для глинистых водонасыщенных грунтов.
Существуют попытки оценить значение осадок насыпных плотин в строительный период на основании рассмотрения напряженного состояния тела плотины, устанавливаемого методом конечных элементов. Грунт стремятся искусственно уплотнить только до такой степени, чтобы были выдержаны условия п. 1 и 2, отмеченные выше. При этом считают, что в дальнейшем грунт должен самоуплотняться.