5.1. Расчет местной прочности скальных оснований гидротехнических сооружений следует производить для установления необходимости разработки мероприятий, предотвращающих возможное нарушение противофильтрационных устройств, для учета при разработке мероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружений и для учета достижения предела местной прочности при расчетах напряженно–деформированного состояния сооружения и основания.
Расчет местной прочности следует производить по предельным состояниям второй группы только для оснований сооружений I класса при основном сочетании нагрузок.
5.2. Проверку местной прочности скальных оснований следует производить по расчетным площадкам:
а) совпадающим с плоскостями, пpиуpoченными к трещинам в массиве;
б) совпадающим с плоскостью, приуроченной к контакту сооружение–основание и к контактам скальной породы с укрепительными конструкциями в основании (шпонками, зубьями, решетками и т.п.);
в) не совпадающим с плоскостями, приуроченными к трещинам и к контакту сооружение – основание.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
5.3. Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в подпунктах „а" и „б" п. 5.2, являются условия:
>; (24)
>1, (25)
где – отношение предельных касательных напряжений на расчетной площадке к эксплуатационным;
– соответственно нормальное и касательное напряжения на расчетной площадке, приуроченной к плоскости трещины (контакта), от нормативных нагрузок в расчетном сочетании (сжимающим напряжениям соответствует знак „плюс");
– соответственно максимальное и минимальное главные напряжения от тех же нагрузок;
– острый угол между расчетной площадкой, приуроченной к трещине (контакту), и направлением главного напряжения;
– расчетные характеристики для расчетных площадок, приуроченных к трещинам (контакту), определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16;
– расчетное значение предела прочности массива скального грунта на одноосное растяжение, определяемое в соответствии с требованиями п. 2.14.
5.4. Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в п. 5.2в, являются условия:
> (26)
>1, (27)
где – расчетные характеристики для расчетных площадок, не приуроченных к трещинам и контакту сооружение – основание, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16.
В случаях, если связь между касательными и нормальными напряжениями на расчетных площадках, не приуроченных к трещинам и контакту, при определении и и описывается единой линейной зависимостью с большой погрешностью, необходимо учитывать возможную нелинейность этой связи путем кусочно-линейной аппроксимации или использованием нелинейных зависимостей, например, в виде квадратичной параболы . При использовании квадратичной параболы вместо условия (27) должно выполняться условие
> 1. (28)
При этом параметры и должны определяться путем обработки экспериментальных данных методом наименьших среднеквадратичных отклонений.
Допускается определять параметры и по формулам:
(28,а)
(28,б).
(Измененная редакция, Изм. № 1)
5.5. Условия (24) и (26) следует выполнять во всех указанных в п. 5.1 случаях, а условия (25) и (27) (или (28)) – в этих же случаях, но только при < 0. Если > 0, то условия (25) и (27) (или (28)) следует выполнять лишь при оценках прочности основания, производимых при расчетах напряженно–деформированного состояния основания, и при разработке мероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружения.
При оценке надежности противофильтрационных устройств (если < 0) проверка выполнения условия (25) для площадок, совпадающих с плоскостью завес, не производится.
При невыполнении условий местной прочности необходимо определить очертания зон разуплотнения и пластических деформаций. Зона разуплотнения не должна пересекать цементационную завесу и дренаж. В противном случае должны быть выполнены фильтрационные расчеты (см. раздел 4) в нелинейной постановке с учетом измененного фильтрационного режима. Зона пластических деформаций не должна охватывать более 1/3 подошвы сооружения или потенциально опасной расчетной поверхности сдвига.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
5.6. При определении напряжений ,,и в условиях (24) – (28) следует применять вычислительные и экспериментальные методы механики сплошной среды и геомеханики.
Допускается рассматривать основание совместно с сооружением как систему линейно–деформируемых тел, на контакте между которыми выполняются условия равновесия и равенства перемещений.
При обосновании допускается схематизация системы сооружение – основание, позволяющая решать плоскую задачу теории упругости применительно к одному или к нескольким плоским сечениям. При этом поверхность основания может быть принята плоской, а тело основания – однородным либо состоящим из некоторого числа однородных областей, либо имеющим непрерывно изменяющиеся характеристики. При необходимости следует учитывать естественный рельеф поверхности основания, пространственный характер работы системы сооружение – основание, а также детализировать распределение механических характеристик основания.
Если при определении напряжений (при указанных предпосылках) в некоторых областях основания одно (или несколько) из условий (24) – (28) не выполняется, то следует, как правило, производить уточнение решения задачи. Такое уточнение следует выполнять с использованием нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями или путем изменения геометрии сечения за счет исключения из рассмотрения указанных областей.