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Les constructeurs de barrages, au moment de déterminer les formes et les dimensions de leurs ouvrages et d’en calculer les fondations, se trouvent en présence de problèmes et de questions restés encore sans solution exacte et sans réponse précise.
Parmi ces problèmes, l’auteur de ce travail en a choisi quelques-uns tels que:
— l’état des contraintes dans les fondations,
— la répartition des contraintes à la liaison du béton et de la roche,
— les déformations dans le s fondations,
— la capacité portante au cisaillement,
— l’équilibre limite,
— la rupture,
— le coefficient de sécurité,
— influence de la dimension des essais sur la valeur des caractéristiques mécaniques du massif rocheux,
— influence de la forme de la surface de liaison du béton et de la roche sur le coefficient de sécurité du barrage chacun dans des milieux quasi homogènes, anisotropes et discontinus.
Pour tout problème on cherche réponse en combinant la méthode expérimentale et la méthode analytique.
Ce rapport porte seulement sur quelques résultats obtenus en cherchant la solution des problèmes ci-dessus.
On indique les résultats des recherches en laboratoire sur l’état des contraintes dans les fondations à proximité de la surface de liaison entre le béton et la roche pour un rapport des modules de déformation à la compression de (Equation)
Les principales conclusions tirées des essais sont les suivantes:
1. L’état des contraintes à proximité du parement amont et du parement aval du massif rectangulaire infiniment près au-dessus et au-dessous de la coupe d’appui est considérablement différent de celui que l’on obtient par les expressions classiques de la théorie de la résistance des matériaux pour σv, σh, τhv
Il en résulte que les valeurs réelles des contraintes normales principales σ1 et σ2 et la valeur de la contrainte de cisaillement principale différent de celle, qu’on obtient en supposant la répartition linéaire des contraintes.
2. La répartition des contraintes sur la coupe horizontale à la liaison bétonrocher n’est pas telle qu’on la présente souvent lors du calcul du barrage (et d’autres constructions appuyées en grande partie sur la roche) et dont on se sert plus fréquemment. Cette répartition n’est pas linéaire tant pour σv que pour σh, ni pour les contraintes τhv.
3. Les parties médianes du diagramme σv, as et τhv peuvent être représentées approximativement par une droite. Cette droite est, par exemple pour σv, presque parallèle à la droite de répartition des contraintes d’après la formule (Equation) mais les ordonnées différent de plus de 15%. Dans les parties extrêmes du diagramme, les ordonnées de la répalatition obtenue sur modèles réduits diffèrent de 150% de la répartition linéaire.
4. La répartition des contraintes σv, σh et τhv d’après les essais effectués jusqu’à présent, ne correspondent pas partout au point de vue qualité à la répartition de Folke pour le rapport (Equation).
5. Dans les fondations la rupture se produit pour ΣM, ΣN, ΣT pour lesquelles, d’après les formules classiques il n’y a pas de contraintes normales principales d’extension au fond du parement amont et pour cette charge les contraintes principales de compression ne dépassent pas les contraintes admissibles.
6. Dans des milieux quasi homogènes la liaison béton-rocher est meilleure quand les plans inclinés descendent vers la face amont.
In designing and evaluation of foundations of dams the designers are met with problems and open questions which still have no answer in the enigneering of those structures. Out of many problems the Author has considered some of them, such as:
— the state of stress in foundations,
— stress distribution on the concreterock contact,
— strains in foundations,
— shearing strength,
— limit equilibrium,
— failure,
— safety ratio,
— scale effects in finding out mechanical characteristics of rock mass,
— influence of the shape of the rockconrete contact on the safety ratio.
All these problems have to be solved by combined experimental and analythic methods.
The paper presents only some results obtained by solving the problems mentioned above. The results of laboratory investigations of the strain state in foundations in the vicinity of the rock-concrete contact are presented, as well as the relation of pressure modulus of deformation (Equation). The state of stress in the vicinity of the upstream and downstream face of plate, above and below contact, considerably differs from that obtained by conventional expressions of the theory of the strength of materials for σv, σh and -τhv. Accordingly, real values of principal stresses a2 and τmax differ from those obtained by the as sumption of linear distribution.
Distribution of stresses on a horizontal section of the rock-concrete contact is not such as often supposed and most often applied in evaluation of dams and other structures based on rock with a large area.
The distribution is not linear neither for σv nor σh and τhv.
Central portions of the graph can be approximated by a straight line. For σv this straight line is almost parallel with the stress distribution straight line. In investigated cases the ordinates, however, differ for more than 15%. At boundary portions of the graph ordinates differ even for 150%.
The stress distribution σv, σh and τhv according to the investigations by now accomplished does not correspond qualitatively with Fölke's distribution for (Equation).
Failure in foundations occurs at ΣM, ΣN, ΣT which is, according to conventional expressions without normal principal tensile stresses on the upstream face of the contact, nor principal stresses overpass those admissible.
In quasi-homogeneous media the concrete-rock contact with large plains inclined to the upstream face is more suitable.
Die Konstrukteure von Talsperren begegnen gelegentlich der Gestaltung, Bestimmung von Abmessungen und Gründungsberechnung dieser Konstruktionen, Problemen und offenen Fragen, auf die in der Technik dieser Bauwerke noch keine richtige Antwort erfolgte.
Aus der Reihe dieser Probleme schied der Autor einige aus, wie dies im folgenden aufgeführt wird:
— Spannungszustand in den Fundamenten,
— Spannungsverteilung am Anschluß Beton-Fels,
— Verformungen in den Fundamenten,
— Schertragfähigkeit,
— Grenzgleichgewicht,
— Bruch,
— Sicherheitskoeffizient,
— Einfluß der Versuchsabmessungen auf die Bestimmung der Charakteristiken von Felsmassen,
— Einfluß der Anschlußgestaltung BetonFels auf den Sicherheitskoeffizient.
Alle diese Probleme werden durch Kombination experimenteller-und analytischer Methoden gelöst.
In diesem Referat werden nur einige im Verlauf der Lösung oben angeführter Probleme gewonnene Ergebnisse aufgezeigt.
Die Ergebnisse von Laboruntersuchungen über den Spannungszustand in den
Fundamenten, in der Nähe des Anschlusses Beton-Fels werden aufgeführt. Die Ergebnisse für die Beziehung des Druckerformungsmoduls (Equation) werden gegeben. Der Spannungszustand in der Nähe der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Scheibenseite-und dies in der Nähe oberhalb und unterhalb des Lagerungsquerschnittes-unterscheidet sich bedeutend von jenem, durch klassische Ausdrücke der Festigkeitstheorie des Materials für σv, σh, τhv, erhaltenen. Demgemäß unterscheiden sich auch die tatsächlichen Werte der Hauptspannungen σ1, σ2 und τmax von jenen, die aus der Voraussetzung über die lineare Verteilung erzielt wurden.
Die Spannungsverteilung ist nicht linear, sowohl für σv, σh, als auch nicht für τhv.
Die Mittelteile des Diagramms σv, σh, τhv können durch eine Gerade approximiert werden. Diese Gerade ist, zum Beispiel, nahezu parallel mit der Geraden der Spannungsverteilung nach der Beziehung.
Hierbei unterscheiden sich jedoch in den untersuchten Fällen die Ordinaten auch über 15%. In den äußersten Diagrammteilen unterscheiden sich die Ordinaten auch um 150%.
Nach den bisher durchgeführten Untersuchungen stimmt die Spannungsverteilung (Equation) qualitativ nicht überall mit der Verteilung Fölke's für die Beziehung (Equation) überein.
Zum Bruch in den Fundamenten gelangt es nach ΣM, ΣN, ΣT, für welche nach den klassischen Ausdrücken keine Hauptnormalzugspannungen an der stromaufwärtigen Seite im Lagerungsquerschnitt bestehen, und auch die Hauptdruckspannungen die zugelassenen Werte nicht überschreiten.
In quasihomogenen Medien ist der Anschluß Beton-Fels, mit größeren zur stromaufwärtigen Seite geneigten Ebenen, günstiger.
