ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИКИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Напряженно-деформированное состояние перемычки с зигзагообразной геосинтетической диафрагмой

  • Саинов Михаил Петрович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Зверев Андрей Олегович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Скляднев Михаил Константинович - - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1080-1089
Страницы: 1080-1089
Введение: несмотря на накопленный опыт строительства грунтовых плотин с противофильтрационными элементами из геосинтетических изделий, условия работы геосинтетических изделий в теле грунтовых плотин мало изучены. Не определено, могут ли возникать в полимерных противофильтрационных элементах растягивающие величины, и могут ли они угрожать их целостности. Для этого требуются исследования напряженно-деформированного состояния. Появившиеся в последнее время результаты исследований физико-механических свойств контактов полимерных геомембран с грунтами, позволяют изучить условия работы геосинтетических изделий в теле грунтовых плотин. Изучена одна из возможных конструкций - высокая грунтовая перемычка с зигзагообразной геосинтетической диафрагмой. Материалы и методы: исследования напряженно-деформированного состояния перемычки осуществлялись с помощью численного моделирования. Расчеты проводились для широкого диапазона физико-механических свойств геомембраны и контакта геомембраны с грунтом. Варьировались модуль линейной деформации полимерного материала, угол внутреннего трения и касательная жесткость контакта. Результаты: результаты исследований расчетных вариантов перемычки показали, что в основном напряжения в геомембране определяются модулем линейной деформации полимерного материала. Чем выше жесткость геомембран, тем выше растягивающие напряжения в них. Важное значение имеют и сдвиговые характеристики контакта геомембрана-грунт. Чем ниже сдвиговая прочность контакта, тем выше растягивающие напряжения в геомембране. Выводы: наиболее уязвимым местом зигзагообразной диафрагмы являются ее верховые анкера, именно в них возникают наибольшие по величине растягивающие напряжения. Рекомендуется развернуть их в низовую сторону. В диафрагме рассмотренной конструкции нельзя использовать геомембрану из полиэтилена, необходимо использовать геомембрану из ПВХ.
  • геомембрана;
  • противофильтрационный элемент;
  • напряженно-деформированное состояние;
  • поливинилхлорид;
  • полиэтилен;
  • численное моделирование;
Литература
  1. Koerner R.M., Wilkes J.A. The 2010 ICOLD bulletin on geomembrane sealing systems for dams // Association of State Dam Safety Officials - Dam Safety. 2011
  2. Зиневич Н.И., Лысенко В.П., Никитенков А.Ф. Центральная пленочная диафрагма плотины Атбашинской ГЭС // Энергетическое строительство. 1974. № 3. С. 59-62
  3. Радченко В.П., Семенков В.М. Геомембраны в плотинах из грунтовых материалов // Гидротехническое строительство. 1993. № 10. С. 46-52
  4. Лупачев О.Ю., Телешев В.И. Применение геосинтетических материалов в гидротехническом строительстве в качестве противофильтрационных элементов плотин и дамб // Гидротехника. 2009. № 1. С. 71-75
  5. Лупачев О.Ю., Телешев В.И. Противофильтрационные элементы из геомембран. Опыт применения в гидротехническом строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 6. С. 35-43
  6. Сольский С.В., Орлова Н.Л. Перспективы и проблемы применения в грунтовых гидротехнических сооружениях современных геосинтетических материалов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2010. Т. 260. С. 61-68
  7. Глаговский В.Б., Сольский С.В., Лопатина М.Г., Дубровская Н.В., Орлова Н.Л. Геосинтетические материалы в гидротехническом строительстве // Гидротехническое строительство. 2014. № 9. С. 23-27
  8. Scuero A.M., Vaschetti G.L. Underwater repair of a 113 m high CFRD with a PVC geomembrane: Turimiquire Managing Dams: Challenges in a Time of Change // Proceedings of the 16th Conference of the British Dam Society. 2010. Pp. 474-486
  9. Корчевский В.Ф., Обополь А.Ю. О проектировании и строительстве Камбаратинских гидроэлектростанций на р. Нарыне в Киргизской Республике // Гидротехническое строительство. 2012. № 7. С. 2-12
  10. Scuero A., Vaschetti G. PVC geomembranes in pumped storage schemes // WASSERWIRTSCHAFT. 2013. Vol. 103. Issue 5. Pp. 120-123. DOI: 10.1365/s35147-013-0548-2
  11. Pietrageli G., Pietrageli A., Scuero A., Vaschetti G. Gibe III: A zigzag geomembrane core for a 50 m high rockfill cofferdam in Ethiopia // The 1st International Symposium on rockfill dams. 18-21 October 2009, Chengdu, China
  12. Mürkens F., Steinhauer U. Rehabilitation work on the Herbringhausen Dam from 2000 to 2017 // WASSERWIRTSCHAFT. 2018. Vol. 108. Issue 1. Pp. 59-63. DOI: 10.1007/s35147-018-0096-x
  13. Shu Y. Progress in geomembrane barriers for seepage prevention in reservoirs and dams in China // Advances in Science and Technology of Water Resources. 2015. Issue 35 (5). Pp. 20-26
  14. Jiang X., Shu Y. Numerical analysis of impermeable structure force-deformation of high membrane faced rockfill dam: key technology of high membrane faced rockfill dam (IV) // Advances in Science and Technology of Water Resources. 2015. Issue 35 (1). Pp. 23-28
  15. Wang Y., Deng Y., Ren J., Zhu S., Cai J., Liang X. Study of calculation methods of composite geomembrane concentration in high earthrock cofferdam // Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2016. Issue 35. Pp. 3299-3307
  16. Liu J., Li B. Study of connecting form between cutoff wall and composite geomembrane // Yantu Lixue/Rock and Soil Mechanics. 2015. Issue 36. Pp. 531-536
  17. Wu H., Shu Y., Teng Z., Jiang S., Liu Y. Model tests on failure properties of geomembrane anchorage due to clamping effect in surface barrier of high rock-fill dam // Chinese Journal of Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 38. Pp. 30-36
  18. Зверев А.О., Саинов М.П. Работоспособность зигзагообразной полимерной диафрагмы высокой грунтовой перемычки // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 5 (104). С. 490-495. DOI: 10.22227/1997-0935.2017.5.490-495
  19. Sainov M.P., Zverev A.O. Workability of high rockfill dam with a polymer face // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 7 (75). С. 76-83. DOI: 10.18720/MCE.75.7
  20. Саинов М.П., Хохлов С.В. Анализ работы полимерного экрана высокой грунтовой перемычки на основе расчетов напряженно-деформированного состояния // Вестник МГСУ. 2013. № 8. С. 78-88. DOI: 10.22227/1997-0935.2013.8.78-88
  21. Зверев А.О., Саинов М.П. Экспериментальные исследования работы геомембран при сдвиге по бетону и щебню // Вестник евразийской науки. 2018. Т. 10. № 2. С. 59
  22. Wei-Jun Cen, Hui Wang, Ying-Jie Sun. Laboratory investigation of shear behavior of high-density polyethylene geomembrane interfaces. Polymers. 2018. Issue 10 (7). Pp. 734. DOI: 10.3390/polym10070734
  23. Саинов М.П. Вычислительная программа по расчету напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин: опыт создания, методики и алгоритмы // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2013. Т. 9. № 4. С. 208-225
  24. 1 ICOLD. Geomembrane sealing systems for dams. Design principles and review of experience // Bulletin 135. 2010. 464 p
СКАЧАТЬ (RUS)