Грунтовая плотина

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин из грунтовых материалов в сейсмически опасных районах . Цель изобретения - повышение сейсмостойкости плотины за счет снижения действующих при землетрясениях инерционных нагрузок. Грунтовая плотина на основании 1 включает тело 2 с противофильтрационным элементом 3. Тело 2 содержит верхнюю омоноличенную часть 4 и нижнюю часть 5. В качестве омоноличивающего материала может быть использован любой материал, обладающий упруговязкопластическими свойствами, например лед. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

БЫ, 1693180 А1 (si)s Е 02 В 7/Об, 7/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

P3i(() "" ИИ

q.ô .,",).,-4,.1,.-ч,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I»

I» (21) 4777860/15 (22) 12,10,89 (46) 23.11.91. Бюл. N 43 (71) Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С,Я. Жука (72) В.И. Хорьков, Г.А, Игольников, В.М. Да.виденко, Ю.Б. Митбрейт и О.М. Финогенов (53) 627.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1193223, кл. Е 02 В 7/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 808581, кл. Е 02 В 7/06, 1977. (54) ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин из грунтовых материалов в сейсмически опасных районах, Цель изобретения — повышение сейсмостойкости плотины эа счет снижения действующих при землетрясениях инерционных нагрузок, Грунтовая плотина на основании 1 включает тело 2 с противофильтрационным элементом 3. Тело 2 содержит верхнюю омоноличенную часть 4 и нижнюю часть 5. В качестве омоноличивающего материала может быть использован любой материал, обладающий упруговязкопластическими свойствами, например лед, 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

1E)93180

Изобретение относится к гидротехнике и может быть применено при возведении массивных подпорных сооружений, преимущественноо, в условиях повышенной сейсмической активности, Цель изобретения — повышение сейсмостойкости за счет снижения действующих при землетрясениях инерционных нагрузок.

На фиг. 1 изображена плотина с омонапиченной верхней частью, поперечный разрез; на фиг. 2 — схема, поясняющая работу конструкции; на фиг. 3 — структур" омочоличенного грунта, Грунтовая плотина на основании 1 включает тело 2 противофильтрационным элементом 3. Тело 2 состоит из верхней омоноличенной 4 и нижней 5 частей, между которыми расположено контактное пространство 6.

B качестве омоноличивающего материала может быть использован любой материал, обладающий упруговязкопластическими свойствами, Однако с технико-экономической точки зрения в северных районах наиболее целесообразен лед. В других сейсмических районах, например в высокогорных районах Средней Азии, более предпочтителен битум, литой асфальтобетон.

Грунтовая плотина работает следующим образом, В процессе возведения и эксплуатации плотины с противофильтрационным элементом 3 они испытывают гидростатическое давление, а при землетрясении -- и динамическое давление, вертикальные и горизонтальные нагрузки, При этом возникают значительные деформации и напряжения, достигающие наибольших величин в верхней (приблизительно 1/3 высоты сооружения) части 4 плотины. Возникающие при сейсмическом воздействии колебания этой части плотины могут привести к значительным деформациям тела плотины вплоть до ее разрушения.

Создание в верхней части грунтовой плотины зоны из омоноличенного грунта приводит к существенному изменению характера ее колебаний при динамическом воздействии по сравнению с плотинами, в которых омоноличенные зоны отсутствуют либо распределены по обьему сооружения случайным образом, Целенаправленно создаваемые в,теле каменно-набросной плотины Зоны грунта, омоноличенного упруговязкопластическим материалом, могут выполнять функции динамических гасителей колебаний, позволяющих снижать частоту первого (основного) тона собственных колебаний сооружений по сравнению с

50 ° читепьно повышается сейсмостойкость плотины в целом.

Кроме того, значительно упрощается технология возведения разномодульных элементов грунтовой плотины, поскольку

55 для омоноличивания грунта Ie том числе песчаного, гравийного и т.д.) достаточно заполнить соответствующим материалом поры грунта. Так, при использовании в качестве уп руговязкопластического материала льда это достигается простым поливом

40 частотой первого тона собственных колебаний плотины беэ указанных эон, изменять формы колебаний гоунтовых сооружений, что в результате приводит к общему снижению инерционных нагрузок и более благоприятному их распределению по обьему плотины, обеспечивающему повышение динамической устойчивости coopóæeHèÿ в целом.

Возведение плотины с омоноличиванием грунта льдом осуществляется следующим образом.

Нижняя часть 5 плотины примерно на

2/3 высоты возводится традиционным споcoboM — отсыпкой послойно или ярусами с одновременным возведением противофильтрационного элемента 3. Далее с отметки нижней границы из омоноличенного грунта грунт отсыпается послойно толщиной 1-2 м с одновременным поливом уложенного слоя водой и его укаткой для образования жесткого скелетного материала, а также образования льда в порах грунта, Отсыпка и полив производится в зимнее время при отрицательных температурах воздуха. Для создания высокомодульного омонопиченного грунта основным условием является обязательное соприкосновение всех твердых частиц грунта, т.е. их контакт между собой и полное заполнение пор грунта льдом. При выполнении этих условий создается материал, обладающий высокими деформативными свойствами, с модулем упругости в 70 — 100 раз большим, чем грунт, отсыпаемый беэ омоноличивания, т.е, соотношение динамических модулей упругости грунта нижней части плотины и омоноличенного грунта верхней части плотины находится в пределах 0,01...0,015. Соотношение объемов омоноличенной и неомоноличенной частей плотины, обеспечивающее эффективное снижение первой собственной частоты плотины, а следовательно, и уменьшение инерционных нагрузок, находится в пределах 0,2...0,5, Изобретение позволяет обеспечить существенную диссипацию энергии сейсмических колебаний и снижение инерционных нагрузок на сооружение, В результате зна1693180 водой в период отрицательных температур воздуха.

Формула изобретения

Составитель В.Волков

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор И.Горная

Заказ 4058 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1. Грунтовая плотина, включающая тело, часть которого выполнена из омоноличенного грунта, отличающаяся тем, что,с целью повышения ее сейсмостойкости за счет снижения действующих при землетрясениях инерционных нагрузок., грунт омонолияен уп руговязкопластическим материалом, при этом из омоноличенного грунта выполнена верхняя часть плотины.

2. Плотина по и. 1, о тл и ч а ю щ а я ся тем, что в качестве упруговязкопластическо5 го материала использован лед, а объем верхней омоноличенной части плотины по отношению к общему объему плотины находится в пределах 0,2„.0,5, причем соотношение динамических модулей упругости

10 грунта нижней части плотины и омоноличенного грунта верхней части плотины находится в пределах 0,01...0,015,