Инновационные конструкции плотин из особо тощего укатанного бетона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В последние 20 лет плотины из укатанного бетона (УБ) продолжают строить во многих странах ввиду их технико-экономических преимуществ по сравнению с обычными плотинами из вибрированного бетона и грунтовыми плотинами. Цель исследования - разработать новые конструктивно-технологические решения в плотинах из УБ с целью снижения расхода цемента и расширения их применения на нескальных основаниях, что позволит им успешно конкурировать с грунтовыми плотинами с экранами из железобетона. Выполнены численные расчеты статического и сейсмического напряженно-деформированного состояния гравитационных плотин из особо тощего укатанного бетона, а также оценка их устойчивости, прочности и стоимости. Наиболее экономичными для скального и плотного песчано-гравелистого оснований являются грунтовая плотина с экраном из железобетона и симметричная плотина с заложением откосов 0,5-0,7 с наружными зонами из особо тощего укатанного бетона и центральной зоной из камня, упрочненного цементно-зольным раствором. Учитывая, что стоимость отводящих и водосбросных туннелей при плотине из особо тощего укатанного бетона будет меньше, а срок строительства - короче, чем при грунтовой плотине с экраном из железобетона, можно сделать вывод о технико-экономической эффективности варианта плотины из особо тощего укатанного бетона. Плотины симметричного профиля из особо тощего укатанного бетона с заложением обоих откосов 0,5-0,7 обладают более высокой сейсмостойкостью и технико-экономической эффективностью по сравнению с обычными гравитационными плотинами из УБ и другими видами плотин. Плотины данного типа высотой до 200 м можно строить на скальных основаниях, а высотой до 100 м - на плотных песчано-гравелистых основаниях.

Об авторах

Юрий Петрович Ляпичев

АО «Институт “Гидропроект”»; Международная комиссия по большим плотинам (ICOLD)

Автор, ответственный за переписку.
Email: lyapichev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3750-3165

эксперт по зарубежным проектам, член Комитета СИГБ по компьютерным аспектам расчета и проектирования плотин, доктор технических наук, профессор

Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 2; Французская Республика, 75016, Париж, Avenue Kleber, 612

Список литературы

  1. Londe P. The faced symmetrical hardfill dam: a new concept for RCC. Intern. Water Power and Dam Construction. 1992:19–24.
  2. Jinsheng J., Cuiying Z., Zhenkun D. Cemented material dams and their application. Hydropower and Dams. 2015; 22(6):64–67.
  3. Lyapichev Yu. Presas de concreto compactado con rodillo (CCR) y presas mixtas de CCR y escollera (Aspectos de Diseño y Construccion). Seminar sobre presas de CCR. Medellin, Colombia: Compania ISAGEN; 1998. p. 102.
  4. Ляпичев Ю.П. Проектирование, строительство и поведение современных высоких плотин. Часть 1. Плотины из укатанного бетона. 3-е изд. Саарбрюккен: Рalmarium Academic Publish, 2013.
  5. Kalpakci V., Bonab A.T., Ozkan M.Y. Experimental evaluation of geomembrane/geotextile interface as base isolating system. Geosynthetics Intern. 2018;25(1):1–11. https://doi.org/10.1680/jgein.17.00025
  6. Yang P., Xue S.B., Song L., Zhu X.W. Numerical simulation of geomembrane wrinkle formation. Geotextiles and Geomembranes. 2017;45(6):697–701. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2017.08.001
  7. Giroud J. Leakage control by geomembranes. Soils and Rocks. 2016;3:213–235.
  8. Moutafis N., Thanopoulos Y. Geomembrane faced hardfill dam. Hydro 2015. Bordeaux, France; 2015.
  9. ICOLD Bulletin 135. Geomembrane sealing systems for dams. 2010.
  10. Blinder S., Toniatti N. RCC and CFR Dams. Cost Comparision, Intern. Symposium on RCC Dams, Santander, Spain. 1995:71–83.
  11. Cervera M., Oliver J., Prato T. Simulation of construction of RCC dams. Part II: stress and damage. Journal of Structural Engineering. 2000;126(9):1062–1069. https://doi.org/10.1061/(asce) 0733-9445(2000)126:9(1062)
  12. Zhang X., Li S., Li Y., Ge Y., Li H. Effect of superficial insulation on RCC dams in cold regions. Advances in Engineering Software. 2011;42:939–943. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft. 2011.06.004
  13. Tamagava S. Toubetsu dam: example of innovative CSG technology. Hydropower and Dams. 2012;19(3):64–67.
  14. Fujisawa T., Sasaki T. Development of the trapezoidal CSG dam. Hydropower and Dams. 2012;19(3):58–63.
  15. Kuzmanovic V., Savic L., Mladenovic N. Computation of thermal-stresses and contraction joint distance of RCC Dams. Journal of Thermal Stresses. 2013;36(2):112–134. https://doi.org/10.1080/ 01495739.2013.764795
  16. Mohamed I. Investigating the possibility of constructing low cost RCC dam. Alexandria Engineering Journal. 2014;53(1):131–142. https://doi.org/10.1016/j.aej.2013.11.009
  17. Gu Q., Yu C., Lin P., Ling X., Tang L., Huang S. Performance assessment of a concrete gravity dam at Shenwo reservoir of China using deterministic and probabilistic methods. International Journal of Structural Stability & Dynamics. 2014;14(05):1440002. https://doi.org/10.1142/S0219455414400021
  18. Du C.B., Wu S.Y., Zhang S.R. Full-scale dynamic simulation and visualization for structure safety and schedule coupling of RCC gravity dams. 2017 International Conference on Smart Grid and Electrical Automation (ICSGEA). 2017;1:481–487. https://doi.org/10.1109/ICSGEA.2017.96
  19. Wanga L., Yang H.Q., Zhou S.H., Chen E., Tang S.W. Mechanical properties, long-term hydration heat, shinkage behavior and crack resistance of dam concrete designed with low heat Portland (LHP) cement and fly ash. Construction and Building Materials. 2018;187:1073–1091. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.056
  20. Batmaz S. Cindere dam – 107 m high RCC dam (RCHD) // Proceeding of IV International Symposium on RCC Dams (Madrid, Spain). 2003. Vol. 1. Pp. 121–126.
  21. Bayagoob K., Bamaga S. Construction of roller compacted concrete dams in hot arid regions. Materials. 2019;12(19):3064. https://doi.org/10.3390/ma12193064
  22. ICOLD Bulletin 177. Roller compacted concrete dams. 2020.
  23. Анискин Н.А., Шайтанов А.М. Строительство, конструкции и инновации плотин из малоцементного бетона // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 7. С. 1018–1029. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2020.7.1018-1029
  24. Саинов М.П., Шигаров А.Ю., Ясафова С.А. Влияние армирования на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана каменно-набросной плотины // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 3. С. 347–355. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2019.3.347-355
  25. Hu K., Chen J., Wang D. Shear stress analysis and crack prevention measures for a concrete face rockfill dam, advanced construction of a first-stage face slab, and a first-stage face slab in advanced reservoir water storage. Advances in Civil Engineering. 2018;2018:2951962. https://doi.org/10.1155/2018/2951962
  26. Sukkarak R., Pramthawee P., Jongpradist P., Kongkitkul W., Jamsawang P. Deformation analysis of high CFRD considering the scaling effects. Geomechanics and Engineering. 2018;14(3):211–224. https://doi.org/10.12989/gae.2018.14.3.211
  27. Глаговский В.Б., Радченко В.Г. Новые тенденции в строительстве грунтовых плотин // Гидротехническое строительство. 2013. № 1. C. 2–8.
  28. СНиП-33-03. Гидротехнические сооружения в сейсмических районах. М.: Госстрой РФ, 2003.

© Ляпичев Ю.П., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах