Annual International Conference "Engineering Systems-2011" , organized by leading Russian IT-Software Company Tesis at Peoples' Friendship University of Russia. Session "Software for Civil Engineering".

1. 1
ТЕРМОНАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ
ВЫСОКОЙ (232 м) ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ КАНКУНСКОЙ ГЭС
В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ И ВЫСОКОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ
ЛЯПИЧЕВ Ю.П., проф., д.т.н., консультант, ФНК Инжиниринг, Москва
ЛАНДАУ Ю.А., д.т.н, замдиректора, Укргидропроект, Харьков, Украина
ВАЙНБЕРГ А.И., проф., д.т.н., завкафедрой ГС, ХГТУ, Харьков, Украина
БРОНШТЕЙН В.И., д.т.н., замдиректора ЦСГНЭО, Гидропроект, Москва
Канкунская ГЭС (1200 МВт) в Южной Якутии
является первоочередным объектом Южно-
Якутского ГЭК (начало работ в 2013 г.).
По договору между ФНК Инжиниринг и
ОАО Ленгидропроект в составе проекта
Канкунской ГЭС ФНК Инжиниринг
выполнил разработку 4 вариантов
конструкции каменно-набросной плотины
H=232 м с асфальтобетонной диафрагмой.
Тяжелые условия строительства ГЭС:
1. Вечная мерзлота с 8 зимними месяцами
(от 0 до -56 град.) и 4 летними (до +32град).
2.Льдонасыщенность скальных грунтов
основания и каръеров, ограниченность
объемов месторождений песка и суглинка.
3. Высокая сейсмичность: 8 баллов (МСК-64).
4. Вахтовый метод строительства из-за
удаленности площадки от населенных пунктов

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К
ВЫБОРУ ТИПА И КОНСТРУКЦИИ ПЛОТИНЫ
Основными критериями при выборе типа и конструкции
плотины высотой 232 м Канкунской ГЭС, исходя из ее высокой
ответственности, крайне суровых климатических условий,
сложных инженерно-геологических условий и высокой
сейсмичности являются:
• обеспечение безопасной и надежной работы плотины;
• высокая технологичность строительства;
• снижение стоимости строительства.
При этом на основании мирового опыта строительства
каменно-набросных плотин (КНП), требуется разработка
эффективных конструктивно-технологических решений,
обеспечивающих для параметров и условий строительства
плотины Канкунской ГЭС надежную работу и высокие технико-
экономические показатели.
2

3. Варианты каменно-набросной плотины
с асфальтобетонной диафрагмой
С учетом анализа опыта применения асфальтобетонных диафрагм
для условий Канкунской КНП рассмотрены 4 варианта КНП с
асфальтобетонной диафрагмой:
ВАРИАНТ 1 с диафрагмами: из укатанного (вариант 1.1) и
литого асфальтобетона (вариант 1.2);
ВАРИАНТ 2 с составной диафрагмы, образованной верховой и низовой
диафрагмами из сборных железобетонных плит с водонепроницаемой
геомембраной на их наружных гранях, с заполнением полости между
ними литым асфальтобетоном;
ВАРИАНТ 3 с составной диафрагмы, образованной верховой и низовой
диафрагмами из металлических листов с водонепроницаемой
геомембраной на их наружных гранях, с заполнением полости между
ними литым асфальтобетоном.
Асфальтобетонная диафрагма выполняется вертикальной, в плане
размещается по оси КНП с небольшой выпуклостью в сторону
верхнего бьефа. Толщина диафрагмы меняется по высоте от 0,5 м у
гребня до 2,2 м в основании.
3

4. 4

5. 5

6. 6
В варианте 3 рассматривается составная асфальтобетонная диафрагма,
образованная верхней и нижней диафрагмами из стальных листов, с
покрытием наружных граней водонепроницаемой геомембраной. Внутренняя
Полость между верхней и нижней диафрагмами заполняется литым асфальто-
бетоном. Стальные листы устанавливаются один на другой и впритык друг к
другу и свариваются между собой, затем горизонтальные и вертикальные
швы перекрываются водонепроницаемой геомембраной. С верховой и
низовой сторон диафрагма покрывается рулонным геотекстилем.

7. Расчеты режима фильтрации Канкунской КНП и ее основанияРасчеты режима фильтрации Канкунской КНП и ее основания
1. Определена требуемая глубина цемзавесы в русловой части КНП и береговых
склонах, включая правобережное примыкание в зоне обходной фильтрации.
2. Разгрузка основной части (80%) фильтрационного потока через основание
КНП происходит в низовую призму на длине, 0,3Нпл за бетонным зубом.
Решалась плоская задача установившейся фильтрации в основании плотины с учетом
коэффициентов фильтрации грунтов основания и проницаемости цемзавесы. Расчеты
выполнялись по характерной ленте тока фильтрационного потока в основании
плотины совпадающей с ее поперечником в русле. Фильтрация через плотину не
учитывалась ввиду водонепроницаемости диафрагмы и высокой водопроницаемости
боковых призм из камня. Результаты расчетов фильтрации: изолинии напоров, эпюры
градиентов напора в разных зонах основания, величины расходов фильтрации и т.п.).

8. Термические расчеты КНП и ее основания (Термические расчеты КНП и ее основания (Abaques)Abaques)
• Термический режим системы «плотина – основание» определяется путем решенияТермический режим системы «плотина – основание» определяется путем решения
нестационарной плоской задачи теплопроводности для плотины высотой 232 м с учетомнестационарной плоской задачи теплопроводности для плотины высотой 232 м с учетом
графиков возведения плотины и наполнения водохранилища.графиков возведения плотины и наполнения водохранилища.
• На контакте плотины с водохранилищем принимаются граничные условия первого родаНа контакте плотины с водохранилищем принимаются граничные условия первого рода
(задаются переменные во времени и по глубине температуры воды водохранилища), а(задаются переменные во времени и по глубине температуры воды водохранилища), а
на контакте плотины с воздухом - граничные условия третьего рода (конвективногона контакте плотины с воздухом - граничные условия третьего рода (конвективного
теплообмена) с учетом изменяющейся во времени температуры воздуха.теплообмена) с учетом изменяющейся во времени температуры воздуха.
• В качестве начальных условий используется распределение температуры в основанииВ качестве начальных условий используется распределение температуры в основании
плотины перед началом ее возведения.плотины перед началом ее возведения.
• В расчетах используются теплофизические характеристики грунтов основания, плотиныВ расчетах используются теплофизические характеристики грунтов основания, плотины
и АФБ диафрагмы: теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент тепло-и АФБ диафрагмы: теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент тепло-
отдачи с открытой поверхности в наружный воздух, изменения во времени температурыотдачи с открытой поверхности в наружный воздух, изменения во времени температуры
воздуха и изменения во времени и по глубине температуры воды водохранилища.воздуха и изменения во времени и по глубине температуры воды водохранилища.
• Свойства асфальтобетона диафрагмы (пластичность, вязкость, модуль деформации)Свойства асфальтобетона диафрагмы (пластичность, вязкость, модуль деформации)
определяются с учетом температурных условий, в которых работает диафрагма.определяются с учетом температурных условий, в которых работает диафрагма.
Конечно-элементная модель
плотины (Н=232 м) и основания
(В=1200 м, Н=500 м) включает 2059
элементов, 2862 узлов, в диафрагме
принята сгущенная сетка –
4 элемента по толщине.

9. Расчеты термического режима КНП и ее основания (Расчеты термического режима КНП и ее основания (Abaques)Abaques)
Изолинии температур в плотине и ее основании
для момента времени, соответствующего концу
возведения плотины и наполнения водохранилища
Изолинии температур в плотине и ее основания
ко времени стабилизации температурного поля в
плотине (через 30 лет эксплуатации)
В конце строительства зона отрицательныхотрицательных температур занимает почти всю плотину,
включая верховую призму. В нижней части плотины имеется узкая зона положитель-
ных температур, что связано с влиянием температур основания. В нижней части
диафрагмы имеются положительные температуры. Ко времени стабилизации
температурного поля в плотине (через 30 лет эксплуатации) почти во всей верховой
призме возникает зона положительных температур. Нижняя часть диафрагмы
находится в зоне положительных температур. Большая часть диафрагмы выше 50 м
от основания находится в зоне отрицательных температур - 2ºС. У основания низовой
призмы имеется узкая зона положительных температур. 12-метровый слой камня на
низовом откосе находится в зоне сезонных колебаний температуры воздуха

10. Расчеты НДС плотины с составной диафрагмыРасчеты НДС плотины с составной диафрагмы (Abaques)(Abaques)
•
Для грунтов плотины используется упругопластическая модель Мора-Для грунтов плотины используется упругопластическая модель Мора-
Кулона с параметрами: плотность, модуль деформации, коэффициентКулона с параметрами: плотность, модуль деформации, коэффициент
Пуассона, угол внутреннего трения, угол дилатансии. ПластическиеПуассона, угол внутреннего трения, угол дилатансии. Пластические
деформации происходят при предельном равновесии критерием которогодеформации происходят при предельном равновесии критерием которого
является закон сухого трения Кулона. Приращения пластическихявляется закон сухого трения Кулона. Приращения пластических
деформаций связаны с напряжениями ассоциированным закономдеформаций связаны с напряжениями ассоциированным законом
пластического течения.пластического течения.
• Для описания АФБ используется модель Максвелла-Нортона сДля описания АФБ используется модель Максвелла-Нортона с
параметрами: плотность, модуль деформации, коэффициент Пуассона,параметрами: плотность, модуль деформации, коэффициент Пуассона,
коэффициент динамической вязкости. Эти параметры зависят откоэффициент динамической вязкости. Эти параметры зависят от
температуры. Общие деформации состоят из упругих деформаций итемпературы. Общие деформации состоят из упругих деформаций и
деформаций ползучести. Скорости деформаций ползучестидеформаций ползучести. Скорости деформаций ползучести
пропорциональны касательным напряжениям.пропорциональны касательным напряжениям.
• Учтены графики возведения плотины и наполнения водохранилища,Учтены графики возведения плотины и наполнения водохранилища,
изменяющегося температурного режима, при котором определялисьизменяющегося температурного режима, при котором определялись
соответствующие значения деформационных параметров АФБ.соответствующие значения деформационных параметров АФБ.
• Для оценки устойчивости плотины используют метод пропорциональногоДля оценки устойчивости плотины используют метод пропорционального
снижения сдвиговых параметров грунтов (снижения сдвиговых параметров грунтов (tgφtgφ): выполняется ряд расчетов,): выполняется ряд расчетов,
в которых эти параметры пропорционально уменьшаются до тех пор, покав которых эти параметры пропорционально уменьшаются до тех пор, пока
массив грунта не перейдет в предельное неустойчивое состояние, примассив грунта не перейдет в предельное неустойчивое состояние, при
котором деформации становятся незатухающими. Значение коэффициентакотором деформации становятся незатухающими. Значение коэффициента
устойчивости плотины определяют как отношение фактических значенийустойчивости плотины определяют как отношение фактических значений
сдвиговых параметров грунтовсдвиговых параметров грунтов tgφ(факт)tgφ(факт) к значениям, соответствующимк значениям, соответствующим
переходу плотины в предельное состояниепереходу плотины в предельное состояние tgφ(пред)tgφ(пред)..

11. Графики возведения плотины и наполнения водохранилищаГрафики возведения плотины и наполнения водохранилища
1 2 3 4 5 6
7
8
9
1- начало строительства – апрель 01 года
2 – начало работ по основным сооружениям – апрель 02 года
3 – перекрытие русла реки – 25 сентября 05 года
4 – начало наполнения водохранилища май 09 года
5 – пуск агрегата №1
6 – пуск агрегата №2
7 – пуск агрегата №3
8 – пуск агрегата №4
9 – наполнение водохранилища до НПУ

12. 12
Расчеты НДС плотины с составной диафрагмойРасчеты НДС плотины с составной диафрагмой (Abaques)(Abaques)
Напряжения в плотине с составной диафрагмой из литого асфальтобетона, расположен-ного
между диафрагмами из ж-б плит к концу строительства и наполнения ВБ:
а) горизонтальные напряжения; б) вертикальные напряжения; в) касательные напряжения
Максимальные горизонтальные сжимающие напряжения σ(x)=2,32 МПа - в
подошве диафрагмы и низовой переходной зоны. Распределение напряжений
σ(y) вокруг диафрагмы асимметрично, что связано с разгрузкой напряжений.
Максимальные вертикальные напряжения σ(y)=5,01 МПа в диафрагме 38 м
выше ее подошвы. В верховой призме по сравнению с низовой намного
меньшие напряжения σ(y), что вызвано взвешиванием камня водой ВБ.

13. 13
Перемещения в плотине с составной диафрагмой из литого асфальтобетона,
располагаемого между диафрагмами из ж-б плит к концу строительства и наполнения
водохранилища.
а) горизонтальные перемещения; б) вертикальные перемещения.
Расчеты НДС плотины с составной диафрагмойРасчеты НДС плотины с составной диафрагмой (Abaques)(Abaques)
Распределение вертикальных напряжений
(а) и деформаций (б) на напорной грани
составной диафрагмы: синий цвет – после
наполнения ВБ; красный - спустя 30 лет
Максимальный прогиб диафрагмы в ее
середине 2,55 м. Горизонтальное перемещение
гребня плотины 0,39 м. Максимальная осадка
диафрагмы 2,75 м в ее середине.

14. Расчеты НДС плотины с составной диафрагмыРасчеты НДС плотины с составной диафрагмы (Abaques)(Abaques)
Напряжения в плотине с составной диафрагмой из литого асфальтобетона,
располагаемого между диафрагмами из ж-б плит через 30 лет после начала
эксплуатации: а) горизонтальные напряжения; б) вертикальные напряжения;
в) касательные напряжения
Максимальные горизонтальные сжимающие напряжения σ(x)=2,28 МПа - в подошве
диафрагмы и низовой переходной зоны. Распределение напряжений σ(y) вокруг
диафрагмы асимметрично, что связано с разгрузкой напряжений. Максимальные
вертикальные напряжения σ(y)=4,6 МПа в диафрагме 35 м выше ее подошвы. В
верховой призме по сравнению с низовой намного меньшие напряжения σ(y), что
вызвано взвешиванием камня водой водохранилища.

15. 15
Перемещения в плотине с составной диафрагмой из литого асфальтобетона,
располагаемого между диафрагмами из сборных ж-б плит через 30 лет после начала
эксплуатации плотины: а) горизонтальные перемещения;
б) вертикальные перемещения.
Расчеты НДС плотины с составной диафрагмойРасчеты НДС плотины с составной диафрагмой (Abaques)(Abaques)
Распределение вертикальных напряжений
(а) и деформаций (б) на напорной грани
составной диафрагмы: синий цвет – после
наполнения ВБ; красный - спустя 30 лет
Максимальный прогиб диафрагмы в ее
середине 2,55 м. Горизонтальное перемещение
гребня плотины 0,39 м. Максимальная осадка
диафрагмы 2,75 м в ее середине.
Перемещения плотины и диафрагмы
возросли на 3-5% спустя 30 лет
после начала эксплуатации плотины

16. Расчеты сейсмостойкости (линейная спектральная теория) плотиныРасчеты сейсмостойкости (линейная спектральная теория) плотины
с составной диафрагмой из литого асфальтобетона, располагаемогос составной диафрагмой из литого асфальтобетона, располагаемого
между диафрагмами из ж-б плит или стальных листовмежду диафрагмами из ж-б плит или стальных листов
• Расчетная сейсмичность района строительства ГЭС при максимальномРасчетная сейсмичность района строительства ГЭС при максимальном
расчетном землетрясении (МРЗ) 8 баллов по шкале MSK-64. Значениерасчетном землетрясении (МРЗ) 8 баллов по шкале MSK-64. Значение
коэффициентов сейсмичности при МРЗ – 0,24коэффициентов сейсмичности при МРЗ – 0,24gg..
• Значения коэффициентов запаса устойчивости плотины были полученыЗначения коэффициентов запаса устойчивости плотины были получены
методом пропорционального снижения сдвиговых параметров грунтов.методом пропорционального снижения сдвиговых параметров грунтов.
Перемещения в плотине с составной диафрагмой из литого АФБ, расположенного
между диафрагмами из сборных ж-б плит через 30 лет после начала эксплуатации
при сейсмических воздействиях:
а) горизонтальные перемещения; б) вертикальные перемещения

17. Расчеты сейсмостойкости (по волновой теории) плотиныРасчеты сейсмостойкости (по волновой теории) плотины
с составной диафрагмой из литого асфальтобетона, располагаемогос составной диафрагмой из литого асфальтобетона, располагаемого
между диафрагмами из ж-б плит или стальных листов (между диафрагмами из ж-б плит или стальных листов (MSCMSC.. MARC)MARC)
• В расчетах на статические и сейсмические воздействия учитывалисьВ расчетах на статические и сейсмические воздействия учитывались::
- прочностные и деформативные свойства грунтов плотины и основания- прочностные и деформативные свойства грунтов плотины и основания
(нелинейность и неоднозначность связи напряжений с деформациями);(нелинейность и неоднозначность связи напряжений с деформациями);
- последовательность возведения плотины и заполнения водохранилища;- последовательность возведения плотины и заполнения водохранилища;
- многофазность грунтов (скелет грунта, поровая вода и воздух в порах);- многофазность грунтов (скелет грунта, поровая вода и воздух в порах);
- пригрузка основания плотиной, которая изменяет характер колебаний- пригрузка основания плотиной, которая изменяет характер колебаний
поверхности основания;поверхности основания;
- вязкие свойства грунтов, определяющие развития осадок во времени.- вязкие свойства грунтов, определяющие развития осадок во времени.
• В расчетах сейсмостойкости плотины кроме особенностей поведенияВ расчетах сейсмостойкости плотины кроме особенностей поведения
грунтов при статических нагрузках дополнительно учитывались:грунтов при статических нагрузках дополнительно учитывались:
виброуплотнение или разуплотнение скелета грунта и запаздываниевиброуплотнение или разуплотнение скелета грунта и запаздывание
деформаций во времени из-за вязких свойств грунта, взаимодействиедеформаций во времени из-за вязких свойств грунта, взаимодействие
скелета грунта с поровой водой и водохранилищем.скелета грунта с поровой водой и водохранилищем.
• Учет последнего фактора осуществлялся на основе параллельного сУчет последнего фактора осуществлялся на основе параллельного с
расчетом НДС расчетной области решения уравнения Лапласа,расчетом НДС расчетной области решения уравнения Лапласа,
описывающего движение воды в водохранилище. Таким образом, вописывающего движение воды в водохранилище. Таким образом, в
динамических расчетах рассмотрена задача гидроупругости при учетединамических расчетах рассмотрена задача гидроупругости при учете
особенностей поведения грунтов под нагрузкой и их многофазности.особенностей поведения грунтов под нагрузкой и их многофазности.
• Критерием безопасности плотины является отсутствие зон сКритерием безопасности плотины является отсутствие зон с
прогрессирующим накоплением перемещений после окончанияпрогрессирующим накоплением перемещений после окончания
сейсмического воздействия. Общим показателем стабилизации расчетнойсейсмического воздействия. Общим показателем стабилизации расчетной
области после приложения сейсмических нагрузок является снижениеобласти после приложения сейсмических нагрузок является снижение
максимальной по области невязки по нагрузке (ускорениям).максимальной по области невязки по нагрузке (ускорениям).

18. Конечно-элементная модель системы «плотина-основание» в расчетах сейсмостойкости
Для аппроксимации системы «плотина-основание» использовались треугольные
элементы второго порядка точности. В твердотельной модели системы выделены
зоны плотины и 3 зоны основания: зона выветривания, разгрузки и сохранная зона
На первом этапе определялось НДС основания. Далее было рассмотрено 5 этапов
строительного периода (этапы 2-6) и этап наполнения водохранилища (этап 7) до
отметки НПУ. Затем в расчетах моделировалось одновременное снижение
прочностных параметров грунтов в плотине на заданную величину (этапы 8-11). Эти
расчеты выполнены по схеме установления, в которых постепенное снижение
прочностных параметров производилось на шагах 1-50, а затем продолжалось до
стабилизации (с заданной погрешностью) максимальной невязки всей области.

19. Твердотельная модель системы «плотина-основание» с зонами грунтов
Хронограммы перемещений пяти
контрольных точек на низовом откосе
плотины при самом опасном
сейсмическом воздействии из зоныиз зоны
Чульмаканская с пиковыми ускорениямиЧульмаканская с пиковыми ускорениями
акселерограмм 0,1g (горизонтальнаяакселерограмм 0,1g (горизонтальная
компонента) и 0,057g (вертикальная)компонента) и 0,057g (вертикальная)

20. Результаты расчетов сейсмостойкости (по волновойРезультаты расчетов сейсмостойкости (по волновой
теории) плотины с составной диафрагмой (теории) плотины с составной диафрагмой (MSCMSC.. MARC)MARC)
• Расчеты на сейсмическое воздействие МРЗ из зоны Курунг-Хонку сРасчеты на сейсмическое воздействие МРЗ из зоны Курунг-Хонку с
пиковыми ускорениями акселерограмм 0,15g (горизонтальнаяпиковыми ускорениями акселерограмм 0,15g (горизонтальная
компонента) и 0,08g (вертикальная) показали, что плотина выдержиткомпонента) и 0,08g (вертикальная) показали, что плотина выдержит
землетрясение без повреждений. При этом максимальные остаточныеземлетрясение без повреждений. При этом максимальные остаточные
горизонтальные смещения в плотине составят 0,43 м (горизонтальнаягоризонтальные смещения в плотине составят 0,43 м (горизонтальная
компонента) и 0,63 м (вертикальная).компонента) и 0,63 м (вертикальная).
• Расчеты на сейсмическое воздействие МРЗ из зоны Чульмаканская сРасчеты на сейсмическое воздействие МРЗ из зоны Чульмаканская с
пиковыми ускорениями акселерограмм 0,1g (горизонтальнаяпиковыми ускорениями акселерограмм 0,1g (горизонтальная
компонента) и 0,057g (вертикальная) показали, что плотина выдержиткомпонента) и 0,057g (вертикальная) показали, что плотина выдержит
это землетрясение без повреждений. При этом максимальныеэто землетрясение без повреждений. При этом максимальные
остаточные горизонтальные смещения в плотине даже при меньшемостаточные горизонтальные смещения в плотине даже при меньшем
уровне пиковых значений акселерограмм достигают 0,47 муровне пиковых значений акселерограмм достигают 0,47 м
(горизонтальная компонента) и 0,68 м (вертикальная).(горизонтальная компонента) и 0,68 м (вертикальная).
• Поверочные расчеты системы «плотина основание» на самое опасноеПоверочные расчеты системы «плотина основание» на самое опасное
сейсмическое воздействие из зоны Чульмаканская при сниженных всейсмическое воздействие из зоны Чульмаканская при сниженных в
1,06 раза прочностных параметрах грунтов показали, что плотина в1,06 раза прочностных параметрах грунтов показали, что плотина в
этом случае воспримет расчетное землетрясение МРЗ без повреждений.этом случае воспримет расчетное землетрясение МРЗ без повреждений.
• Коэффициент запаса плотины при сейсмическом воздействии превыситКоэффициент запаса плотины при сейсмическом воздействии превысит
1,06. Максимальные остаточные смещения в плотине возрастают до1,06. Максимальные остаточные смещения в плотине возрастают до
0,53 м (горизонтальная компонента) и 0,83 м (вертикальная).0,53 м (горизонтальная компонента) и 0,83 м (вертикальная).
• Для снижения смещений в плотине при сейсмических воздействияхДля снижения смещений в плотине при сейсмических воздействиях
целесообразно принять меры по снижению сжимаемости грунтов, чтоцелесообразно принять меры по снижению сжимаемости грунтов, что
можно достигнуть включением в плотину большего количества мелкихможно достигнуть включением в плотину большего количества мелких
фракций или большим уплотнением грунтовфракций или большим уплотнением грунтов..

21. Оценка вариантов 1.1 и 1.2 с укатанной и литой диафрагмами
В варианте 1.1 при выполнении работ при отрицательных температурах
ухудшаются условия производства работ по укатанной диафрагме, что может оказать
влияние на ее качество и надежность работы.
В варианте 1.2 с литой диафрагмой используется технология диафрагмы
Богучанской КНП, при которой битум может выдавиться в переходные
зоны.
К недостаткам обеих типов диафрагм Канкунской КНП высотой 232м, как
показали расчеты их напряженного состояния, относятся:
- большая разгрузка вертикальных напряжений в диафрагме (ее зависание на
переходных зонах), что приводит к растяжению в ее основании;
- при совместной работе переходных зон и диафрагмы и действии сил трения по
наружным поверхностям диафрагм в ней могут возникнуть растягивающие
деформации и образоваться трещины, что недопустимо.
21
Оценка вариантов 2 и 3 с составной литой диафрагмой и
наружными диафрагмами из ж/б плит и стальных листов
Составная диафрагма имея гибкость как литая или укатанная
диафрагма, при строительстве и наполнении ВБ и сейсмических
нагрузках следует за перемещениями переходных зон и обладает
следующими преимуществами:
- исключает выдавливание битума в переходные зоны,
- повышает сжимающие напряжения в асфальтобетоне из-за резкого
снижения трения по наружной поверхности диафрагмы из сборных
плит,
благодаря чему исключается образование трещин в
асфальтобетоне.
- создается 2 водоупорных контура, что обеспечивает надежность

22. Результаты расчетов устойчивости КНП с составной диафрагмойРезультаты расчетов устойчивости КНП с составной диафрагмой
Расчетные значения коэффициента запаса прочности и устойчивости КНП:Расчетные значения коэффициента запаса прочности и устойчивости КНП:
• ко времени окончанию возведения плотины и наполнения ВБ:ко времени окончанию возведения плотины и наполнения ВБ: kk=1,71;=1,71;
• через 30 лет эксплуатации плотины (после наполнения ВБ):через 30 лет эксплуатации плотины (после наполнения ВБ): kk=1,65.=1,65.
Это больше нормативного значения коэффициента запаса плотин 1 класса (Это больше нормативного значения коэффициента запаса плотин 1 класса (kk=1,25=1,25))
Результаты расчетов сейсмостойкости по спектральной и волновой теориямРезультаты расчетов сейсмостойкости по спектральной и волновой теориям
• 1. Нормативное значение коэффициента запаса для КНП при сейсмических1. Нормативное значение коэффициента запаса для КНП при сейсмических
воздействиях (МРЗ) составляет 1,06. Прочность и устойчивость КНП обеспеченавоздействиях (МРЗ) составляет 1,06. Прочность и устойчивость КНП обеспечена
во все расчетные моменты времени с нормативными коэффициентами запаса.во все расчетные моменты времени с нормативными коэффициентами запаса.
• 2. В расчетах устойчивости откосов по методу круглоцилиндрических2. В расчетах устойчивости откосов по методу круглоцилиндрических
поверхностей скольжения значения коэффициента запаса устойчивости вышеповерхностей скольжения значения коэффициента запаса устойчивости выше
нормативных, которые составили: для основного сочетания нагрузок инормативных, которые составили: для основного сочетания нагрузок и
воздействий - 1,25, для особого - 1,063.воздействий - 1,25, для особого - 1,063.
• 3. Расчеты сейсмостойкости на основе линейной спектральной и волновой теории3. Расчеты сейсмостойкости на основе линейной спектральной и волновой теории
показали, что сейсмостойкость КНП с составной диафрагмой из литогопоказали, что сейсмостойкость КНП с составной диафрагмой из литого
асфальтобетона, расположенного между железобетонными плитами, обеспечена.асфальтобетона, расположенного между железобетонными плитами, обеспечена.
Технико-экономическое сравнение вариантов КНП с составной диафрагмойТехнико-экономическое сравнение вариантов КНП с составной диафрагмой
Сравнение вариантов 2 и 3 с составной диафрагмой показали, что они обладают:Сравнение вариантов 2 и 3 с составной диафрагмой показали, что они обладают:
• высокой надежностью и безопасностью КНП в сложных условиях эксплуатации;высокой надежностью и безопасностью КНП в сложных условиях эксплуатации;
• высокой технологичностью с возможностью полной механизации работ привысокой технологичностью с возможностью полной механизации работ при
высоком их качестве и максимальном удлинении периода работ зимой;высоком их качестве и максимальном удлинении периода работ зимой;
• близкими стоимостными показателями с небольшим (на 1,46 млрд. руб.)близкими стоимостными показателями с небольшим (на 1,46 млрд. руб.)
превышением стоимости варианта 3 над вариантом 2 (4% от стоимости КНП).превышением стоимости варианта 3 над вариантом 2 (4% от стоимости КНП).
На следующем этапе проектирования рекомендуется детально разработатьНа следующем этапе проектирования рекомендуется детально разработать
варианты 2 и 3 для выбора оптимального варианта КНП с составной диафрагмойварианты 2 и 3 для выбора оптимального варианта КНП с составной диафрагмой..