title: Напряжённо-деформированное состояние и работоспособность высокой грунтовой плотины с инъекционной завесой
title: Stress-strain state and performance of a high rockfill dam with a grout curtain
Creators: name: Саинов Михаил Петрович
name: Котов Филипп Викторович
Publisher: name: Unknown
Year: 2017
Subjects: цементация
инъекционная завеса
каменно-набросная плотина
зацементированный грунт
модуль деформации
напряжённо-деформированное состояние
cementing
grout curtain
rockfill dam
cemented soil
deformation modulus
stress-strain state

description: В статье рассматриваются результаты численного моделирования напряжённо-деформированного состояния (НДС) каменно-набросной плотины высотой 235 м, в которой противофильтрационным элементом является массивная инъекционная завеса, выполненная в три яруса. Расчёты проводились для нескольких вариантов, отражавших широкий диапазон возможного изменения модулей деформации каменной наброски и зацементированного грунта (от 200 МПа до 5000 МПа). Использовалась разработанная автором вычислительная программа, что позволило учесть упругопластический характер поведения грунтов.  Было получено, что сверхвысокая плотина с вертикальным жёстким противофильтрационным элементом имеет неблагоприятное НДС – гидростатическое давление верхнего бьефа вызывает в верховой упорной призме образование призмы обрушения. Наличие в плотине жёсткой конструкции приводит к образованию в каменной наброске зон предельного состояния. Только при очень низкой деформируемости каменной наброски (модуль деформации свыше 300 МПа), НДС плотины может оказаться приемлемым. Оценка прочностного состояния инъекционной завесы проводилась по тем напряжениям, которые возникают с момента времени её создания. НДС инъекционной завесы в основном определяется деформациями изгиба. При низкой деформируемости материала завесы они могут привести к образованию трещин в материале завесы и на её контакте со скальным основанием. Только при применении для инъекции бентонито-цементных растворов, при которых деформируемость материала завесы и каменной наброски становятся сопоставимыми друг с другом, прочность и водонепроницаемость инъекционной завесы будут обеспечены.
description: This paper examines the results of numerical simulation of the stress-strain state (SSS) in a rockfill dam 235 m tall, with a massive three-tier grout curtain used as the impervious element. Calculations were done for multiple scenarios that reflected the wide range of possible changes of the modulus of deformation for the filler rock and cemented soil (200 MPa to 5000 MPa). The author’s original computation program was used in order to consider the elastoplastic behavior of soil.  It was discovered that a super-tall dam with a vertical rigid impervious element features an adverse SSS: the hydrostatic pressure in the head reach gives creates a sliding wedge in the upper retaining prism. As the dam has rigid structure, this causes marginal state zones in the filler rock. Only when deforming ability of the filler rock is very low (deformation modulus above 300 MPa), the dam’s SSS may be acceptable.  Strength characteristics of the grout curtain were evaluated based on stresses that emerge after it is created. The SSS of the grout curtain is mainly described by bending strains. In case of low deforming ability of the screen material, this can give rise to fissures in the screen material where it contacts the bedrock base. Strength and water impermeability of the grout curtain are secured only after bentonite-cement slurry is injected to make the deforming ability of the screen material and filler rock comparable.