Korpus zapory

Korpus zapory jest jednorodny, o stałym ciężarze objętościowym równym 2,3 T/m3 oraz współczynnik sprężystości E betonu zapory i skały podłoża jest taki sam (program uprawnienia budowlane na komputer). Opracowanie wyników badań dla obu schematów obciążenia objęło wyznaczenie następujących krzywych charakteryzujących stan naprężenia:

a) izochrom i izoklin (bezpośrednio z badań);

b) naprężeń brzegowych, trajektorii naprężeń głównych i trajektorii maksymalnych naprężeń stycznych (na podstawie poprzednich krzywych). Wysokość zapory drugiej, filarowej wynosi ok. 30 m (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Badania tej zapory objęły:

a) analizę stanu naprężenia w zaproponowanych przez projektantów poprzecznych przekrojach sekcji zapory: przelewowej i nieprzelewowej,

b) kształtowanie przekroju prostopadłego do brzegów zapory odwodnego i dylatacyjnego. Badania te umożliwiły:
- określenie wartości naprężeń na brzegach rozpatrywanych przekrojów sekcji zapory, jak również wartości spiętrzeń naprężeń w punktach załamania jej ścian,
- sprawdzenie, czy w korpusie zapory nie występują naprężenia rozciągające pod jednoczesnym działaniem ciężaru własnego i parcia hydrostatycznego i zaproponowanie sposobu wyeliminowania tych naprężeń,
- wyznaczenie w rozpatrywanych przekrojach zapory trajektorii naprężeń głównych oraz trajektorii maksymalnych naprężeń stycznych,
- określenie punktów słabych, niebezpiecznych dla wytrzymałości zapory,
- stwierdzenie zbędnych zapasów wytrzymałości i zaproponowanie zmian kształtów sekcji zapory,
- uwzględnienie wpływu własności sprężystych podłoża na rozkład naprężeń w zaporze (uprawnienia budowlane).

Model elastooptyczny

Schematy obciążeń przyjęto analogicznie jak w badaniach wymienionej zapory grawitacyjnej. Zapora trzecia o wysokości ok. 60 m była drugą z badanych zapór grawitacyjnych. W pierwszym etapie zbadano płaski model elastooptyczny jej przekroju poprzecznego. Masyw zapory był przy tym częściowo zagłębiony w podłożu o module Younga pięciokrotnie niższym od modułu zapory. Badania modelu przeprowadzono dla tych samych dwu schematów obciążenia co badania modeli poprzednich (program egzamin ustny).

Poza wyznaczeniem krzywych charakteryzujących stan naprężenia, wymienionych w dwu pierwszych badaniach, dla kilku bardziej interesujących przekrojów badanego przekroju zapory opracowano dodatkowo wykresy naprężeń stycznych i normalnych (poziomych i pionowych). Uzyskane wyniki badań umożliwiły zaproponowanie zmian paru szczegółów w kształcie projektowanej zapory. Z przeglądu podstawowych prac zagranicznych dotyczących modelowych badań zapór widoczne jest, że główną trudność przy wyznaczaniu stanu naprężenia w zaporach stanowi modelowanie ciężaru własnego (opinie o programie).

Dlatego też jako przykłady w niniejszej pracy podano przede wszystkim badania modeli zapór przeprowadzone z zastosowaniem różnych metod uzyskiwania optycznych obrazów naprężeń wywołanych ciężarem własnym, a w szczególności:
1) zastosowanie modeli z żelu żelatynowego,
2) metoda wirowania z zastosowaniem zamrażania naprężeń,
3) „pierwsza błyskowa metoda wirowania” (dookoła osi obrotu prostopadłej do płaszczyzny środkowej modelu),
4) „druga błyskowa metoda wirowania” (dookoła osi obrotu leżącej w płaszczyźnie środkowej modelu) (segregator aktów prawnych).

Pierwsze z omawianych badań stanu naprężenia w zaporach, wywołanego działaniem ciężaru własnego zostały przeprowadzone w 1960 roku przy zastosowaniu modeli z żelu żelatynowego [12]. Jest to metoda najtańsza i nie wymagająca żadnej specjalnej aparatury. Żel żelatynowy oraz agaragar są materiałami modelowymi o tak znacznej czułości optycznej, że pod działaniem samego tylko ciężaru własnego powstaje w nich dość znaczny efekt optyczny (promocja 3 w 1).

Wykonując modele z takich materiałów uzyskujemy bezpośrednio optyczne obrazy naprężeń wywołane ich ciężarem własnym. Modele z żelu żelatynowego zostały zastosowane do badań typowego przekroju poprzecznego pierwszej zapory grawitacyjnej.