Напряжённо-деформированное состояние и работоспособность высокой грунтовой плотины с инъекционной завесой

В статье рассматриваются результаты численного моделирования напряжённодеформированного 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.