Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2006, Blaðsíða 257

Athugaðir voru bæði bogalaga og beinir brotfletir í
hliðum stífluþversniðanna, bæði vatns- og loft-
megin, miðað við mestu vatnshæð í lónum. Einnig
voru áhrif snöggrar yfirborðslækkunar í lónunum
skoðuð. Hlutstuðlum var hvorki beitt á efniseigin-
leika né álag við þessa greiningu, og öryggisstuð-
ullinn er því heildaröryggisstuðull.
Gjarnan er miðað við að nægjanlegt sé að slíkur
heildaröryggisstuðull fyrir jarðvegsstíflu undir jarð-
skjálftaálagi sé FS = 1,15 fyrir láréttan jarðskjálfta-
kraft sem er 10% af þyngd hverrar sneiðar [13].
Miðað er við jarðskjálfta af stærðinni 6,5 þar sem
mesta hröðun í stíflunni fer ekki yfir 0,75g. Þetta á
augljóslega ekki við í þessu tilviki, þar sem yfir-
borðshröðun upp á 0,84g hefur mælst nærri virkj-
anasvæðunum. Til þess að taka tillit til þessarar
miklu hröðunar er hærri láréttur jarðskjálftakraftur
valinn, eða k = 0,2 sem er helmingur grunngildis
hröðunar á svæðinu. Engar algildar reglur eru til um
val á stuðlinum k, og það því háð mati hönnuðar
hverju sinni. Við val á stuðlinum þarf að taka tillit til
atriða eins og stærðar skjálfta, yfirborðshröðunar og
varanda skjálftans [9]. Við neðri hluta Þjórsár má
búast við að stíflumannvirki geti orðið fyrir mikilli
hröðun, en í aðeins mjög skamman tíma, líkt og
tímaraðirnar á mynd 6 gefa til kynna. Val á stuðl-
inum k miðast því við að taka tillit til þeirrar miklu
hröðunar sem vænta má, sem og þess skamma tíma
sem hreyfingin varir.
Mynd 7. Dæmigerður brotflötur í lofthlið stlflu með þéttikjarna úr
fokjarðvegi. Láréttur jarðskjálftakraftur af stærðinni k- IV, verkar á
hverja sneið, þar sem IV,- er þungi sneiðarinnar.
0,5
1,2 1.4 1.6 1,8 2 2,2 2,4 2,6
Hliðarhalli, 1:m
Mynd 8. Öryggisstuðull brotflatar, FS, I lofthlið stíflu með þétti-
kjarna úr fokjarðvegi.sem fall af hliðarhalla m, fyrir fjögur gildi á
jarðskjálftastuðlinum k.
Niðurstöður greiningarinnar benda til þess að hliðarhalli þversniða með miðlægum þétti-
kjarna megi mestur vera 1:1,8 vatnsmegin, en 1:1,4 loftmegin til þess að uppfylla kröfur
um öryggisstuðul FS > 1,15. Hliðarhalli þversniðs með steyptri þéttikápu vatnsmegin má
mestur vera 1:1,4 beggja vegna. Mynd 8 sýnir öryggisstuðul sem fall af hliðarhalla þver-
sniðs stíflu með þéttikjarna úr fokjarðvegi, fyrir fjögur gildi jarðskjálftastuðulsins k [3].
Hreyfifræðileg greining
Hönnun stífluþversniðanna eins og henni er lýst hér
að framan byggir á því að jarðskjálftaálagið er nálg-
að með stöðufræðilegum (e. static), láréttum krafti.
Þetta er mikil einföldun, enda jarðskjálftaálag í eðli
sínu hreyfifræðilegt (e. dynamic). Til þess að ákvarða
hvort þversniðin, sem hönnuð voru með þessari ein-
földuðu aðferð, stæðust raunverulegt jarðskjálfta-
álag, var gerð á þeim hreyfifræðileg greining. Það
var gert með PLAXIS hugbúnaðinum, sem er ein-
ingaforrit, og notast við Mohr-Coulomb-efnislíkanið.
Einingalíkan af þversniði stíflu með jarðvegskjarna
má sjá á mynd 9 [3].
o.(D «—-*
Mynd 9. Einingalíkan af þversniði stíflu með jarðvegskjarna.Stíflu-
grunnur nær sem svarar einni stíflubreidd út fyrir stífluna til
hvorrar handar. Jaðrar stíflugrunnsins eru skilgreindir þannig að
þeir endurkasti ekki jarðskjálftabylgjum. Stífleiki jarðvegs eykst
með dýpi, og því er stíflunni skipt upp í lög með mismunandi stífni.
Almennt gildir að stífni jarðefna minnkar eftir því sem skúfstreitur aukast, en við
jarðskjálfta geta myndast háar skúfstreitur í stífluþversniðum. Til þess að niðurstöður
líkanareikninga sýni það sem gerist við raunverulegar aðstæður er nauðsynlegt að taka
tillit til þessarar hegðunar. I þessu tilviki má búast við háum skúfstreitum, og því var talið
Ritrýndar vísindagreinar i 2 5 5