Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 [ 103 ] 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

6. прочность ледяного ядра. При конструировании замороженных льдогрунтовых плотин, возводимых в условиях вечномерзлых грунтов, большое значение имеет оценка прочности ледяного ядра и обеспечение отсутствия выпора ледяного ядра вверх под действием давлений от упорных призм из каменной наброски (рис. 138).

Полагая, что каменная наброска упорных призм находится в предельном равновесии и рассматривая плоскую симметричную задачу статического ра(вновесия тяжелых упорных призм, была по-

Рис. 138. Расчетная схема активного давления каменной наброски на ледяное ядро

лучена * величина максимального давления (активного £"а) каменной наброски на стенки ледяного ядра:

где т = ""~ " "~

cos 2 / sin (ф -aniax - <р) cos (аах - Л

(VIIL34) (VII1.35)

Z - глубина от верха каменной наброски.

Значение максимального угла наклона плоскости скольжения к горизонту атах определяется графическим построением функциональной зависимости £"a=f(a), принимая остальные углы наклона (i - угол наклона грани ледяного ядра к вертикали; / - угол наклона откоса каменной наброски к вертикали; 11) = 90° - ф-/, см. рис. 138) постоянными.

Распределение давлений по высоте определяется выражением

(VIII.36)

♦Н. А. Цытович, А. Л. Крыжановский, 3. Г. Тер-Мартиросян. Приближенная оценка прочности ледяного ядра каменнонабросной плотины. Труды Координационного совещания по гидротехнике», вып. XXIII, ВНИИГ, 1965.

Тогда полное давление на боковые грани ледяного ядра, нагруженного по симметричной эпюре с учетом взвешивающего действия воды,

/=(y + Yb), (VIII.360

где у -объемный вес каменной наброски, облегченный взвешивающим действием воды.

Следуя далее задаче Прандтля о пластическом выдавливании материала, зажатого между двумя плоскостями, и полагая объем льда в ядре постоянным, напряжения как у поверхности ядра, так и в сечениях ядра, неизменными, а касательные напряжения малыми, получено условие, при котором не будет иметь место пластическое выдавливание льда вверх:

1 + yCtg/ <(усо5фт + Ув5т/я2, (VIII.37)

где 6о -ширина ледяного ядра поверху; Я -высота каменнонабросной плотины; Os - длительное сопротивление сжатию льда- предел его текучести при данной отрицательной температуре.

Следует отметить, что величина Gs весьма невелика, что часто затрудняет выполнение условия (VIII.37).

Увеличение устойчивости на выдавливание ядра может быть достигнуто армированием льда включениями жестких материалов (камней, гравийно-галечных грунтов и т. п.), а также понижением его отрицательной температуры. Конечно, наличие жесткой обоймы (бортов каменной наброски) будет увеличивать сопротивление выдавливанию льда, но не ликвидировать его и, по-видимому, в дальнейшем необходимо будет при проектировании плотин учитывать величину и нарастание во времени пластично-вязкого течения льда в ледяных ядрах плотин, что потребует соответствующей разработки теории прогноза. В ряде случаев для замороженных плотин из местных материалов, рассчитанных на длительный срок существования, придется отказаться от устройства ледяного ядра ввиду его постоянной деформируемости и малой устойчивости на выдавливание и заменить его устройством обычного водонепроницаемого глиняного ядра, выполненного методом послойного уплотнения с предусмотренной установкой для искусственного промораживания грунтов.

Все изложенное позволяет рекомендовать почти во всех случаях в условиях вечномерзлых грунтов строительство плотин высотой более 10 ж по холодному (мерзлому) варианту - применение принудительного замораживания грунтов (особенно в ядре плотины) с помощью ряда скважин: в одних случаях (как это имело (место в плотинах на р. Долгой и на р. Ирелях) при побудительной циркуляции естественного холода, в других -применяя холодильную технику замораживания грунтов.

ГЛАВА IX

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НЛ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ ПРИ СОХРАНЕНИИ ИЛИ УСИЛЕНИИ ИХ МЕРЗЛОГО СОСТОЯНИЯ

§ 1. Основные положения по выбору принципа строительства и метода проектирования фундаментов

При возведении -сооружений © условиях распространения вечномерзлых грунтов строителям прежде всего приходится решать вопрос (который в обычных условиях почти никогда не ставится) о выборе принципа строительства, т. е. основного направления, которому все время необходимо следовать при проектировании, возведении и эксплуатации сооружений, чтобы сооружения были достаточно прочны, устойчивы и не имели бы недопустимых деформаций.

Строители должны решить кардинальный вопрос, необходимо ли сохранять мерзлое состояние грунтов оснований или возможно допускать их оттаивание в процессе существования сооружений. От принятия того или иного основного принципа строительства будет зависеть все последующее проектирование; возведение и эксплуатация сооружений. Следует заметить, что как показывает опыт строительства различных сооружений в условиях вечномерзлых грунтов, возведение соседних сооружений по разным принципам (влияние которых на основания сооружений, вообще говоря, часто противоположно) всегда приводит к совершенно недопустимым деформациям сооружений. Тем внимательнее должен выбираться принцип строительства и, как правило, единый для всей территории застройки.

Выбор принципа строительства должен базироваться на оценке геокриологических условий места постройки (по данным детальных, полевых и лабораторных исследований: температуры вечномерзлой толщи грунтов, их льдистости, просадочности и пр.) и особенностей возводимых сооружений (их теплового режима, размеров площади застройки, конструктивных решений и пр.).

При выборе принципа строительства должны быть полностью использованы данные инженерно-геокриологических изысканий (описанные в гл. VH) и как минумум, без чего совершенно невозможно обосновать выбор того или иного принципа строительства, следующие характеристики вечномерзлой толщи: температура на глубине нулевых годовых амплитуд - 6о; значение суммарной влажности вечномерзлых грунтов Wc и величина коэффициента оттаивания (коэффициента тепловой осадки) А.

Последние данные позволяют: 1) отнести толщу вечномерзлых грунтов по ее температуре-0о к той или иной строительной криозоне (северной-субарктической, центральной или южной), что имеет существенное значение для выбора принципа строительства; 2) оценить физическое состояние мерзлых грунтов (также по температуре - твердомерзлое или пластичномерзлое, согласно