Противофильтрационное устройство грунтовой плотины

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора. Противофильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенной на непроницаемом основании, состоит из водоупорного элемента 2 и примыкающего к его низовой грани фильтра 3. Водоупорный элемент 2 снабжен непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани элемента 2 и образующей с последней угол Θ, равный 90°*22O*98A, где α-угол между низовой гранью водоупорного элемента 2 и горизонталью со стороны верхнего бьефа. Диафрагма 4 может быть выполнена прямолинейной или гибкой. Диафрагма 4 может быть шарнирно соединена с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1 08 АI (д)) 4 Е 02 В 3/16, 7/06 щя3ВМ

Q..-.KT89. тс 53IqfygM

ОПИСАНИК ИЗОЬГКтКНиЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(21) 4336312/23-15 (22) 02.12.87 (46) 15.11.89. Бюл. У 42 (71) Кабардино-Балкарский агромелиоративный институт (72) К.Н.Анахаев (53) 627.8(088.8) (56) Розанов Н.Н, Плотины из грунтовых материалов. М.: Стройиздат, 1983, с.296.

Lewis I.G.. The Use of à sloping

core in corth and Rockfill dams (Australia)-V IC0LD, v.1, Paris, 1955, 0 16. R.48, 531-553. (154) ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ (57) Изобретение относится к гидро- техническим сооружениям, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет снижения зна2 чений выходных градиентов напора.

Противофильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенной на непроницаемом основании, состоит из водоупорного элемента 2 и примыкающего к его низовой грани фильтра 3.

Водоупорный элемент 2 снабжен непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани элемента 2 и образующей с последней угол 9, равный 90 ) 8 с cL, где Ы вЂ” угол между низовой гранью водоупорного элемента 2 и - горизонталью со стороны в ерхнего бьефа. Диафрагма 4 может быть выполнена прямолинейной или гибкой.

Диафрагма 4 может быть шарнирно соединена с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1521808

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к строительству плотин из грунтовых материалов, и может быть применено при сооружении энергетических, ирригационных и водохозяйственных гидроузлов, а также объектов промышленной гидротехники: хвостохранилищ и накопителей отходов промыпленных производств.

Цель изобретения — повьппение на дежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора.

На фиг.1 изображено противофильтрационное устройство групповой плотины с непроницаемой диафрагмой выполненной криволинейной, поперечное сечение; на фиг.2 — то же, при прямолинейной непроницаемой диафрагме; на фиг.3 — то же, при шарнир" ном соединении непроницаемой диафрагмы с основанием.

Противофильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенной на непроницаемом основании 1, включает водоупорный элемент 2 из грунтового материала с фильтром 3 на низовой грани и непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с непроницаемым основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2 и образующей с последней угол

6, равный 90 ъ6 (о, где о угол между низовой гранью водоупорного элемента 2 и горизонталью со стороны верхнего бьефа.

Непроницаемая диафрагма 4 может быть выполнена прямолинейной (фиг. 2), а также может быть соединена шарниром с непроницаемым основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2 (фиг.3).

Непроницаемая диафрагма 4 может быть выполнена из бетона, железобетона, асфальтобетона, металлического листа, полимерных или других материалов.

Непроницаемым основанием 1 (диафрагмой 4) противофильтрационного устройства грунтовой плотины счита— ется основание (диафрагма), отношение коэффициента фильтрации которого К (g) к коэффициенту фильтрации грунта водоупорного элемента 2 Ко составляет не более 0,02(- †- « 0,02). ф

Основание может быть непроницаемым как в результате природного генезиса, так и в результате инженерного воздействия на него, например устройство бетонной плиты, укрепительной цементации и т.д.

10 Противофильтрационное устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации противофильтрационного устройства им воспринимается почти весь напор, действую15 щий на плотину, в результате чего жидкость фильтрует через водоупорный элемент 2 из грунтового материала. Для увеличения фильтрационной прочности грунта водоупорного элемента 2 по его низовой грани устраивают фильтр 3. Снабжение водоупорного элемента 2 непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с непроницаемйм основанием 1 в месте контакта фильт25 ра 3 и низовой грани водоупарного элемента 2 и образующей с последней угол 9 -, равный 90 (6 < oC где

oC — угол между низовой гранью и горизонталью со стороны верхнего

30 бьефа, снижает значение выходных градиентов напора по низовой грани.

Угол B определяют по формуле

sinQ

В (arccos -А-,— х.алых

35 где о — угол между низовой гранью водоупорного элемента и непроницаемой диафрагмой;

Доп — допустимый, по условиям к.алых фильтрационной прочности грунта водоупорного элемента, выходной градиент напора по контакту водоупорного элемента с непроницаемой

45 диафрагмой, Фильтрационный поток, фильтруясь через водоупорный элемент 2, обтекает непроницаемую диафрагму 4 и, высачиваясь через низовую грань, попада50 ет в фильтр 3. При этом переориентация направления, фильтрационного потока вдоль непроницаемой диафрагмы 4 в низовой части водоупорного, элемента 2 обеспечивает снижение значений

55 выходных градиентов напора (Х ы„ ) за счет более вертикального направления фильтрационного потока в области низовой грани водоупорного элемента 2; значительное снижение значения „

15218 контактного выходного градиента напора (1„,„„) за счет. создания угла В между непроницаемой диафрагмой 4 и низовой гранью водоупорного элемен5

sin< та 2, т.е. I = — — — (I (баз)

k. 5015 gps Q к.век

sine так как угол 8< Ы; более

cosoL равномерное поступление фильтрационного расхода по высоте фильтра 3 и относительное выравнивание выходных градиентов напора за счет более рассредоточенного и равномерного движения фильтрационного потока при выса15 чивании воды на низовую грань водоупорного элемента 2; снижение значений средних градиентов напора в теле водоупорного элемента 2 за счет удлинения длины линий токов в результате обтекания или непроницаемой диафрагмы 4.

Формула изобретения

1. Против офильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенное на непроницаемом основании, включающее водоупорный элемент из грунтового материала с фильтром на низовой грани, отличающее с я тем, 30 что, с целью повышения надежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора, водоупорный элемент снабжен непроницаемой диафрагмой, соединенной с непроницаемым основанием в месте контакта фильтра и низовой грани водоупорного элемента и образующей с по08 6 следней острый угол 6, меньший oL где о — угол между низовой гранью водоупорнаго элемента и горизонталью со стороны верхнего бьефа.

2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что непроницаемая диафрагма выполнена прямолинейной в поперечном сечении, 3. Устройство по п.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что непроницаемая диафрагма выполнена гибкой.

4. Устройство по пп.1-3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что непроницаемая диафрагма шарнирно соединена с непроницаемым основанием в месте контакта фильтра и низовой грани водоупорного элемента.

5. Устройство по пп,l-4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что острый угол 9, меньший угла о6, удовлетворяет условию

s 1пo

„ c arccos одоп

K. ВЫХ где Π— угол между низовой гранью водоупорного элемента и непроницаемой диафрагмой;

Ы вЂ” угол между низовой гранью водоупорного элемента и горизонталью со стороны верхнего бьефа;

Аов

I — допустимый по условиям фильтк.вых рационной прочности грунта водоупорного элемента выходной градиент напора по контакту водоупорного элемента с непроницаемой диафрагмой.

1521808 фИГ i

Составитель В.Казаков

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Редактор Т.Лазоренко

Заказ.6898/26 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101