Гидротехнические сооружения. Том II

стом основании связан с необходимостью поле вых и лабораторных исследований двоякого рода: а) роли сцепления в основании; б) о величинах коэфициента трения в случае облегченного скольжения плотины в основании (например глинистые прослойки в пластях по роды). Исследования второго рода рационально произ водить в поле, в конкретных условиях постройки данной плотины. Исследования первого рода для всестороннего освещения вопроса можно надлежаще провести лишь в лаборатории, так как ири этом требуется выяснить роль целого ряда факторов, предста вляющих большой практический интерес и влияю щих на конечные выводы. В 1933 г. инж. Кеіеп произвел интересные ла бораторные исследования по вопросу о роли сце пления в основании бетонной плотины (Берлин ская лаборатория гидротехники и судостроения). Результаты своих исследований инж. Кеіеп опубликовал в брошюре под названием „Versuche zur Bestimmung des tangentialen Sohlenwiderstan des von Gewichtstaumauern", N. Kelen, Berlin, 1933, издание автора. В целях удобства и простоты исследований инж. Kelen принял в основу исследований мас сивную гравитационную плотину, кстати сказать, давшую много случаев разрушений именно вслед ствие неучтенных свойств основания, невзирая на расчет самого сооружения по последнему слову статики сооружений. / Одновременно инж. Kelen поставил себе целью осветить ири этом ряд вопросов, встречающихся при проектирования плотин данного типа и до сего времени не вполне выясненных ни теорети чески, ни опытным путем. 2. ЦЕЛЬ ОПЫТОВ ИНЖ. KELEN Целью опытов было установить влияние на сопротивление скольжению следующих факторов: а) высоты плотины, т. е. величины давления на грунт (при опытах — нормальной силы); б) распределения давления на грунт (при опы т а х— точки приложения нормальной силы); в) величины поверхности соприкасания; г) слоя раствора между плотиной и основа нием; д) качества грунта основания; е) неровности поверхности соприкасания; Выводы по перечисленным пунктам нетрудно применить ири проектировании любой плотины из бетона или бута. 3. ОПЫТНАЯ АППАРАТУРА Изображавшие плотину каменные призматиче ские бруски имели площадь основания 3 0 X 1 5 ел и высоту 30 см (рис. 197). Они были покрыты слоем бетона тех же раз меров. Только в третьей серии опытов, когда иссле довалось влияние поверхности соприкасания, при менялись каменные бруски с площадью основа ния 30 X 10 и 30 X 5 см. ж) срока приготовления бетона; з) содержания цемента в бетоне; и) содержания воды в бетоне; к) качества немента; л) способа обработки бетона; м) давления воды на подошву.

После того как бетон образовал с камнем сплошное тело, верхняя бетонная часть образца отрезалась от камня по стыку длиной 30 см. Следовательно здесь нужен опыт с чистым сдвигом. Такие опыты представляют трудность в том отношении, что срез

может произойти вдоль стыка лишь при наличии некоторого плеча е у сил Р х и Р 2 (рис. 198), так как при действии обеих сил по стыку, т. е. при е = 0, среза не произойдет. При на личии же плеча е кроме сре зывающих сил возникает пара сил с моментом N= Р. е, вызы вающим изгибающие напряже ния, вследствие чего вместо чистого сдвига имеем комби нированный случай (сдвиг и изгиб). Между тем нас интере сует чистый сдвиг. Для устранения этого затруд нения для опытов был скон струирован новый аппарат, до пускающий безупречное опре деление сопротивления чистому части. На рис. 199 схематиче ски показан опытный аппарат, состоящий из жесткой клепа ной стальной рамы, в которой монтированы два гидравличе ских пресса, один с горизон- , % тальной осью, другой с верти кальной. Горизонтальная сила Q дей ствует на пластину из высоко сортной стали (толщина 50 мм, длина 370 мм, ширина 150 лиг). Наружное усилие Q гидравли

I • г а Т

- — - 3 0 — Рис. 197

сдвигу. Это было достигнуто благодаря замене непосредственной передачи сил косвенной, осу ществляемой с помощью особой промежуточной

Рис . 198

ческою пресса действует в точности по стыку. Это усилие при помощи таврового железного бруска передается бетонной и каменной частям

опытного образца в расстоянии на 50 мм выше и на 50 мм ниже места стыка. На высоте 250 мм выше и ниже стыка пласти ну и испытываемый образен охватывают стальные скобы, в ко торых возникают силы ф 2 , направленные про тивоположно силам Q. Нагрузка образца сдвигающими силами Q показана па рис. 200, где вычерчена эпюра моментов. Как видно из рис. 200, изгибающий мо

Рис . 199. Схема аппарата для испытания образцов

мент в месте стыка в точности равен нулю, что по нятно само собой, так как наружные силы Q действуют в плоскости стыка. Второй гидравлический пресс (с вертикальной осью) дает силу Р. вызывающую нормальное на пряжение в поперечном сечении по стыку. Этот пресс можно передвигать в горизонтальном на правлении, чтобы менять точку приложения силы