РАСЧЕТНЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

• Рис.1. Спектральные графики коэффициента динамичности

• Рис.2. Схема для определения активного и пассивного давлений грунта на подпорную стену при сейсмическом воздействии

Приложение 1. ПРИМЕР СЕЙСМИЧЕСКОГО ДЕТАЛЬНОГО И МИКРОРАЙОНИРОВАНИЯ УЧАСТКА СТРОИТЕЛЬСТВА АРОЧНОЙ ПЛОТИНЫ ИНГУРСКОЙ ГЭС ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

• 1.1. Характеристика структурно-тектонической обстановки района строительства

  • Рис.1. Схема сейсмотектоники Западного Кавказа

• 1.2. Характеристики сейсмического режима района Ингурской ГЭС и сейсмические параметры сейсмоопасных зон

  • Рис.2. Карта сейсморайонирования с сейсмогенными зонами района среднего течения р.Ингури

• 1.3. Сейсмомикрорайонирование (CMP)

  • Рис.3. Результаты сейсмомикрорайонирования основания плотины Ингурской ГЭС на основе геофизических исследований

• 1.4. Изучение возбужденной сейсмичности

  • Рис.4. Схема проведения долговременных геофизических наблюдений в районе арочной плотины Ингуригэс

  • Рис.5. Схема изосейст землетрясения 27 декабря 1979 г.

• 1.5. Схема задания сейсмического воздействия

  • Рис.6. Исходная акселерограмма а(t) S44° W землетрясения Ферндейл 21/ХII 1954 г.

  • Рис.7. Исходная сейсмограмма s(t) S44° W землетрясения Ферндейл 21/XII 1954 г.

  • Рис.8. Ускорения, полученные двойным дифференцированием исходной сейсмограммы

  • Рис.9. Перемещения, полученные двойным интегрированием исходной акселерограммы

  • Рис.10. Расчетная (откорректированная) акселерограмма землетрясения Ферндейл в направлении S44° W

  • Рис.11. Расчетная (откорректированная) сейсмограмма землетрясения Ферндейл в том же направлении

Приложение 2. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАСЧЕТЫ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

• 2.1. Общие положения

• 2.2. Исследования и расчеты сейсмостойкости грунтовых гидросооружений по линейно-спектральной теории (ЛСТ)

  • Рис.1. Графики зависимости модулей упругости подпорожского песка от динамических деформаций

  • Рис.2. Графики зависимости динамических модулей сдвига суглинистого материала ядра Гиссаракской плотины

  • Рис.3. Графики зависимости динамических модулей крупнообломочных материалов плотин

  • Рис.4. График зависимости модуля комплексной частотной функции от параметра В

  • Рис.5. Графики зависимости периодов собственных колебаний грунтовых плотин от H/V(s) при их расчете по МСК

  • Рис.6. Коэффициенты ФСК при расчетах грунтовых плотин по МСК с учетом податливости основания

  • Рис.7. Графики зависимости средней скорости распространения поперечных волн в грунтовых плотинах от их высоты

  • Рис.8. Распределение ускорений по высоте плотины H=30 м с V(S)=200 м/с на грунтах I-III категории по сейсмическим свойствам, полученных из расчета по МСК с учетом 4 ФСК

  • Рис.9. Графики изменения скоростей распространения упругих волн в материалах ядра и упорных призм по высоте Нурекской плотины

  • Рис.10. I-III и X ФСК Нурекской плотины, полученные из ее расчета по двухмерной схеме МКЭ

  • Рис.11. Распределение суммарных инерционных нагрузок по высоте Нурекской плотины, полученных из расчета по МСК с учетом 4 ФСК и по МКЭ с учетом различного числа ФСК

  • Рис.12. Схема для расчета устойчивости откосов плотины

  • Рис.13. Наиболее опасные поверхности обрушения верхового и низового откосов Нурекской плотины

  • Рис.14. Схема к расчету остаточных деформаций откосов грунтовых плотин

  • Рис.15. Расчетная акселерограмма землетрясения Юрика с пиком ускорения в виде треугольника

  • Рис.16. Расчетная схема МКЭ неоднородной Мингечаурской плотины

  • Рис.17. Распределение суммарных горизонтальных ускорений для ряда вертикалей по высоте плотины

  • Рис.18. Распределение горизонтальных ускорений по высоте плотины

  • Рис.19. Распределение нормальных горизонтальных, вертикальных и касательных напряжений по сечению плотины

• 2.3. Расчеты сейсмостойкости грунтовых плотин при воздействиях задаваемых записями (акселерограммами и др.) землетрясений

  • Рис.20. Образование зон предельного состояния в теле плотины. Землетрясение Паркфилд

  • Рис.21. Функция распределения отношения максимальных и среднеквадратичных ускорений на гребне и в основании плотины при относительном затухании 0,08

  • Рис.22. Ускорения колебаний гребня грунтовых плотин

  • Рис.23. Колебания порового давления в теле плотины Лауэр Сан-Фернандо в точке А на рис.24

  • Рис.24. Изолинии приращений горизонтальных остаточных деформаций в теле плотины Лауэр Сан-Фернандо

  • Рис.25. Форма поверхностей нагружения

  • Рис.26. Конечно-разностная схема

  • Рис.27. Сопоставление расчетно-теоретического прогноза с результатами испытаний горной массы в условиях стабилометрического нагружения

  • Рис.28. Сопоставление расчетно-теоретического прогноза с результатами испытаний галечника в условиях стабилометрического нагружения

  • Рис.29. Сопоставление расчетно-теоретического прогноза с результатами испытаний суглинка в условиях стабилометрического нагружения

  • Рис.30. Изолинии перового давления после установления фильтрационного режима

  • Рис.31. Изолинии w(i)/w(i)* после установления фильтрационного режима

  • Рис.32. Расчетная велосиграмма Сан-Фернандо

  • Рис.33. Поровое давление в точке 128, МПа

  • Рис.34. Поровое давление в точке 284, МПа

  • Рис.35. Среднее напряжение в точке 128, МПа

  • Рис.36. Среднее напряжение в точке 284, МПа

  • Рис.37. Горизонтальное перемещение в точке 240, м

  • Рис.38. Горизонтальное перемещение в точке 376, м

  • Рис.39. Горизонтальное ускорение в точке 240, м/с_(2)

  • Рис.40. Горизонтальное ускорение в точке 376, м/с_(2)

  • Рис.41. Изолинии порового давления после окончания сейсмического воздействия

  • Рис.42. Изолинии w(i)/w(i)* после окончания сейсмического воздействия

Приложение 3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ (НДС) И ОЦЕНКЕ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

• 3.1. Разрезные гравитационные плотины

  • Рис.1. Гравитационная плотина

  • Рис.2. Расчетная схема плотины в виде плоского тела на упругом основании

  • Рис.3. Напряжения в расчетных сечениях гравитационной плотины от первых пяти ФСК

  • Рис.4. Напряжения в плотине высотой Н=150 м от нагрузок особого сочетания

  • Рис.5. Моделирование гистерезисных потерь при непосредственном интегрировании уравнений движения

  • Рис.6. Бетонная гравитационная плотина на упругом основании

  • Рис.7. Схема сеточной аппроксимации бетонной плотины

  • Рис.8. Сопоставление горизонтальных колебаний подошвы плотины с расчетной сейсмограммой

  • Рис.9. Хронограммы горизонтальных и вертикальных смещений точки Н гребня плотины

  • Рис.10. Хронограммы нормальных напряжений в точках напорной грани

  • Рис.11. Эпюры растягивающих напряжений в характерные моменты времени

  • Рис.12. Эпюры функционала критерия разрушения различные моменты времени

  • Рис.13. Хронограммы функционала в точках на напорной грани

• 3.2. Массивно-контрфорсные плотины

  • Рис.14. Схема контрфорсной плотины при расчете на сейсмическое воздействие поперек оси плотины

  • Рис.15. Эпюры вертикальных нормальных напряжений по контактному сечению для первых четырех ФСК

  • Рис.16. Значения коэффициентов К(i) для первого типа опирания плиты по контуру

  • Рис.17. Значения коэффициентов К(i) для второго типа опирания плиты по контуру

  • Рис.18. Значения коэффициентов К(i) для третьего типа опирания плиты по контуру

  • Рис.19. Сопоставление расчетов и экспериментальных ФСК секции массивно-контрфорсной плотины

  • Рис.20. Прогибы секции массивно-контрфорсной плотины при сейсмическом воздействии вдоль оси сооружения

  • Рис.21. Модельная схематизация массивно-контрфорсных плотин

  • Рис.22. Периоды и формы собственных колебаний массивно-контрфорсных плотин на абсолютно жестком основании

  • Рис.23. Зависимости: периода первого тона продольных и поперечных колебаний плотин от жесткости основания; периода первого тона поперечных колебаний плотины без низового оголовка от геометрических размеров

• 3.3. Арочные плотины

  • Рис.24. Конечно-разностная сетка на срединной поверхности плотины

  • Рис.25. Изменение во времени арочных напряжений

  • Рис.26. Изменение во времени радиальных ускорений в т.2

  • Рис.27. Условная развертка, расчетная схема и зонирование основания арочной плотины

  • Рис.28. Частоты и формы собственных симметричных колебаний арочной плотины при пустом водохранилище

  • Рис.29. Частоты и формы собственных несимметричных колебаний арочной плотины при пустом водохранилище

  • Рис 30. Условная развертка и расчетная схема арочной плотины

  • Рис.31. Расчетная схема арочной плотины цилиндрической формы

  • Рис.32. Первые собственные частоты и формы колебаний цилиндрической арочной плотины

  • Рис.33. Графики изменения значений параметра для цилиндрической арочной плотины

Приложение 4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТОВ МОРСКИХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

• 4.1. Особенности расчетов свайных сооружений сквозного типа

  • Рис.1. Расчетная схема сооружения с жестким свайным ростверком

  • Рис.2. Схемы сопряжения свай с ростверком и основанием

• 4.2. Особенности расчетов протяженных свайных сооружений

  • Рис.3. Расчетная схема протяженного сооружения свайного типа с системой жестких ростверков

• 4.3. Особенности расчетов свайных двухъярусных сооружений, возводимых на шельфе

  • Рис.4. Схемы двухъярусного свайного сооружения

• 4.4. Особенности расчетов сооружений гравитационного типа

  • Рис.5. Расчетные схемы гравитационного сооружения

Приложение 5. УЧЕТ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В РАСЧЕТАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТОННЕЛЕЙ И УСТОЙЧИВОСТИ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ

• 5.1. Расчеты гидротехнических тоннелей на сейсмические воздействия, задаваемые нормативными ускорениями колебаний вмещающих грунтов

• 5.2. Расчеты гидротехнических тоннелей на сейсмические воздействия, задаваемые записями землетрясений (упругие задачи)

  • Рис.1. Схема расположения подземного машинного зала и помещения трансформаторов в нижнемеловых песчаниках

  • Рис.2. Расчетная область подземного машинного зала и помещения трансформаторов

  • Рис.3. Вертикальная составляющая динамических напряжений в точке 1 расчетной области

  • Рис.4. Изменение функции прочности в точках 1 и 2 расчетной области

  • Рис.5. Расчетная область строительного туннеля

  • Рис.6. Модуль передаточной функции в точке 1

  • Рис.7. Фазовый спектр передаточной функции в точке 1

  • Рис.8. Расчетная сейсмограмма Монтана

  • Рис.9. Динамические напряжения в точке 1

  • Рис.10. Расчетные схемы напорного водовода для определения

  • Рис.11. Изменение сейсмического давления воды в сечении, расположенном на расстоянии x=3l / 4 от входного сечения водовода

  • Рис.12. Изменение во времени компоненты напряжения в точке N обделки без учета влияния воды

  • Рис.13. Изменение во времени компоненты напряжения в точке N обделки подземного водовода без учета сейсмического давления воды

  • Рис.14. Изменение во времени компоненты напряжения в точке N обделки с учетом давления воды

  • Рис.15. Изменение во времени компоненты напряжения в точке N обделки с учетом давления воды

  • Рис.16. Геометрические размеры и расчетная схема подземного зала Худонигэс

  • Рис.17. Эпюры нормальных статических напряжений, направленных по касательной к поверхности свода в плоскости сечения тоннеля, на внутреннем и внешнем контурах свода машзала

  • Рис.18. Эпюры нормальных сейсмических напряжений, направленных по касательной к поверхности свода в плоскости сечения тоннеля, на внутреннем контуре свода для момента t=1,74 с от начала сейсмических колебаний

• 5.3. Результаты экспериментального определения напряжений в точках горного массива с учетом отражения сейсмических волн от свободной поверхности

  • Рис.19. Коэффициенты отражения упругих волн от свободной поверхности

  • Рис.20. Интервалы времени между фронтами волн

  • Рис.21. График изменения коэффициента k(п), равного отношению напряжения в продольной или поперечной волне на поверхности к соответствующим напряжениям в среде

• 5.4. Определение сейсмической нагрузки на скальные массивы, образующие береговые склоны

  • Рис.22. Расчетная схема

  • Рис.23. Сечение скального массива, зонированного по физико-механическим свойствам пород

  • Рис.24. Эпюра сейсмических ускорений

Приложение 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА НА ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ

• 6.1. Основные положения методики расчета

  • Рис.1. Схема для определения активной и пассивной сил, приложенных к подпорной стене при сейсмическом воздействии

• 6.2. Пример расчета сейсмического давления грунта на стену и проверки ее устойчивости

  • Рис 2. Схема для расчета сейсмического давления грунта на подпорную стену Миатлинской ГЭС

Приложение 7. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ В РАСЧЕТАХ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ

• 7.1. Дополнительные материалы для определения и учета влияния водной среды в расчетах сейсмостойкости гидросооружений

  • Рис.1. Расчетная схема при колебаниях вращения недеформируемого сооружения с вертикальной напорной гранью на податливом основании

  • Рис.2. Расчетная схема при колебаниях вращения недеформируемого сооружения с вертикальной напорной гранью, имеющей гибкую вставку

  • Рис.3. Расчетная схема при горизонтальных поступательных перемещениях недеформируемого сооружения с вертикальной напорной гранью на жестком основании в каньоне полукруглого сечения

  • Рис.4. Расчетная схема при горизонтальных поступательных перемещениях жесткой стенки в прямоугольном каньоне

  • Рис.5. Расчетная схема горизонтальных изгибных колебаний сооружений консольного типа с вертикальной напорной гранью

  • Рис.6. Расчетная схема горизонтальных колебаний отдельно стоящих вертикальных сооружений типа водозаборных башен, опор мостов, свай прямоугольного поперечного сечения

  • Рис.7. Эпюры присоединенных масс воды при колебаниях-вращениях недеформируемого сооружения с вертикальной напорной гранью, имеющей гибкую вставку

  • Рис.8. Эпюры присоединенных масс воды при горизонтальных перемещениях недеформируемых сооружений с напорной гранью ломаного очертания

  • Рис.9. Эпюры присоединенных масс воды при горизонтальных перемещениях недеформируемых сооружений с напорной гранью криволинейного очертания

  • Рис.10. Расчетная схема для горизонтальных перемещений недеформируемых сооружений с вертикальной напорной гранью

  • Рис.11. Эпюра присоединенных масс воды для случая горизонтальных поступательных колебаний вертикальной жесткой стенки в прямоугольном каньоне переменной глубины при значительном уклоне

  • Рис.12. Эпюры присоединенных масс воды для случая горизонтальных поступательных перемещений недеформируемого подводного массива прямоугольного очертания

  • Рис.13. Эпюры присоединенных масс воды при горизонтальных изгибных колебаниях сооружений консольного типа с вертикальной напорной гранью

• 7.2. Общие рекомендации по определению сейсмических нагрузок на гидротехнические сооружения с учетом влияния водной среды

• 7.3. Определение гидродинамического давления в напорных водоводах

  • Рис.14. Графики для определения давления в воде по длине напорного тоннеля с водохранилищем в начале и уравнительным резервуаром в конце тоннеля

  • Рис.15. Графики для определения давления: в напорном тоннеле или водоводе с водохранилищем в начале и закрытым затвором в их конце; уравнительным резервуаром в начале и закрытым затвором в конце водовода

• 7.4. Оценка высоты гравитационных волн, возникающих в водохранилище при землетрясениях

Приложение 8. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ПОВЕДЕНИЕМ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, ИХ ОСНОВАНИЙ И БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ ПРИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

• 8.1. Общие положения

• 8.2. Состав и задачи инженерно-сейсмометрических наблюдений за гидротехническими сооружениями при землетрясениях

• 8.3. Обработка и анализ результатов наблюдений

• 8.4. Пример организации и проведения инженерно-сейсмометрических наблюдений на плотине Нурекской ГЭС

  • Рис.1. Размещение измерительных точек на плотине Нурекской ГЭС

  • Рис 2. Акселерограммы, полученные в измерительных точках N 5 и 14 при землетрясении 21.04.1978 г.

  • Рис.3. Спектры реакции "альфа"=0,1 при землетрясении 21.04.1978 г.

  • Рис.4. Зависимости максимальных амплитуд колебаний точек ИТ1 - пробка плотины и ИТ3 - гребень плотины от интенсивности землетрясения в баллах

Приложение 9. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

• 9.1. Общие положения

• 9.2. Мероприятия, основанные на использовании ПФУ для повышения сейсмостойкости плотин

  • Рис.1. Влияние верхового экрана на коэффициент запаса устойчивости верхового откоса

  • Рис.2. Сопряжение асфальтобетонного экрана с основанием

  • Рис.3. Грунтовая плотина с расширенным в нижней части ядром

• 9.3. Мероприятия, основанные на изменении деформационных и прочностных свойств материалов сооружения или его отдельных зон

  • Рис.4. Плотина Валлон де Бим

  • Рис.5. Плотина с железобетонными антисейсмическими поясами в верховой упорной призме

  • Рис.6. Плотина Мэри Мэрит

  • Рис.7. Плотина с дренирующими прослойками из камня в верховой призме

• 9.4. Мероприятия, основанные на использовании принципа сейсмоизоляции

  • Рис.8. Плотина в широком створе с горизонтальным сейсмоизолирующим слоем в ее основании

  • Рис.9. Плотина в узком створе с периметральным сейсмоизолирующим слоем

  • Рис.10. Плотина из чередующихся вертикальных слоев с различными динамическими характеристиками

• 9.5. Мероприятия, основанные на использовании особенностей геометрии створа и сооружения

  • Рис.11. Плотина с переменным по высоте заложением откосов

  • Рис.12. Форма облегченного оголовка бетонной гравитационной плотины

  • Рис.13. Схема веерной разрезки на секции бетонной плотины Токтогульской ГЭС

  • Рис.14. Воздушная пузырьковая завеса для уменьшения гидродинамического давления на напорную грань бетонной плотины