Плотина из грунтовых материалов

 

Использование: при возведении гидротехнических сооружений, а именно плотин из грунтовых материалов. Сущность изобретения: плотина содержит водоупорный элемент из связного грунта. Противоразмывной элемент, например, камённо-земляной плотины с водоупорным элементом в виде ядра включает плоские диафрагмы, в исходном положении (при отсутствии трещин ) прижатые друг к другу. Диафрагмы шармирно соединены между собой нижними кромками. Между диафрагмами размещены гибкие перепонки, сложенные гармошкой в исходном состоянии. К наружным граням диафрагм герметично прикреплена противофильтрационная пленка, ориентированная вдоль продольной оси плотины. 6 з.п.ф-лы, 4 ил, Ю

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 02 В 7/06, 3/16

Г >СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (РОспАтент сссР) !

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ч (Л р с а н д т к

1) 4919327/15

2) 10.12.90

6) 30.01.93. Бюл, М 4

1) Кабардино-Балкарский агромелиоравный институт

2) К,Н.Анахаев, В,Г.Мельник и Л.И,Тейльбаум

6) К.Н.Анахаев, В,Г.Мельник и А.И.Тейльбаум

6) Авторское свидетельство СССР

988964. кл. Е 02 В 7/06, 1981.

Гидротехнические сооружения

1/Под ред, Гришина М,М.:М.: Высшая кола, 1979, с,465, рис.14.22.

4) ПЛОТИНА ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАВ

Изобретение относится к области гидтехнического строительства, а именно к роительству плотин из грунтовых материов, и может быть применено при сооружеи энергетических, ирригационных и угих водохозяйственных гидроузлов, а кже объектов промышленной гидротехниЦель изобретения — повышение надежсти работы плотины за счет предотвращея размыва грунта водоупорного элемента током воды, движущимся по сквозным перечным тоещинам, образующимся в игребневои зоне в результате неблагопятного напряженно-деформированного стояния, сейсмических и других воздейстй.. Ж„„1792464 АЗ (57) Использование: при возведении гидротехнических сооружений, а именно плотин иэ грунтовых материалов. Сущность изобретения: плотина содержит водоупорный элемент из связного грунта. Противоразмывной элемент, например, каменно-земляной плотины с водоупорным элементом в виде ядра включает плоские диафпагмы, в исходном положении,при отсутствии трещин) прижатые друг к другу. Диафрагмы шарнирно соединены между собой нижними кромками. Между диафрагмами размещены гибкие перепонки, сложенные

"гармошкой" в исходном состоянии. К наружным граням диафрагм герметично прикреплена противофильтрационная пленка, ориентированная вдоль продольной оси плотины. 6 з.п,ф-лы, 4 ил, На чертеже изображено продольное сечение плотины из грунтовых материалов (фиг.1), содержащей водоупорный элемент из связного грунта 1, противоразмывной элемент, находящийся в исходном положении с прижатыми друг к другу плоскими диафрагмами 2, нижние ребра которых шарнирно и герметично соединены между собой, а гибкие перепонки 3 между диафрагмами 2 сложены "гармошкой". К наружным граням диафрагм 2 периметрально и герметично прикреплена противофильтрационная пленка 4, ориентированная вдоль продольной оси плотины.

На фиг. 2 показано продольное сечение плотины на скальном основании с противоразмывным элементом, расположенным в зоне растяжения 1р гребня плотины. П юти1792464

40 образования трещин в водоупорном элементе 1 обеспечивается. практическим от- 45

55 воразмывной элемент находится в рабочем состоянии, т,е. плоские диафрагмы 2 раскрыты и образуют V-образный желоб, внутренние грани которого соединены друг с другом гибкими перепонками, Высота диафрагм 2 выполнена равной Нлру. К наружным граням диафрагм 2 периметрально и герметично прикреплена противофильтрационная пленка 4. На фиг. 3 показано поперечное сечение плотины, содержащей водоупорный элемент 1 в виде тела плотины, и противоразмывной элемент, включа1ощий плоские диафрагмы 2, гибкие перепонки 3 и противофильтрационные пленки 4.

На фиг. 4 показано поперечное сечение каменно-земляной плотины, содержащей водоупорный элемент 1 в виде ядра, и пративоразмывной элемент; включающий пл оские диафрагмы 2, гибкие.малопроницаемые, например перфорированные, пленки

3, выполненные разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа, Я противофильтрационную пленку 4, Плоские диафрагмы 2 могут быть выполнены из полимерных, прорезиненных и других материалов.

Плотина работает следующим образом, В период эксплуатации на плотину действу- ют различные нагрузки и воздействия, в том числе такие, как собственный вес, давление воды верхнего бьефа, сейсмические воздействия и т.д., которые приводят к неблагоприятному напряженно-деформированному состоянию плотины в пригребневой части, особенно в областях береговых примыканий и над резкими переломами основания, При этом плоские диафрагмы 2 противоразмывного элемента раскрываются, образуя

V-образный желоб и тем самым погашая растягивающие напряжения в окружающем массиве грунта водоупорного элемента 1.

Опережающее раскрытие диафрагмы 2 без сутствием какого-либо сопротивления этому в противоразрывном элементе, в то время, как связный грунт водоупорного элемента 1 обладает определенным сцеплением на разрыв. При раскрытии Ч-образного желоба распрямляются также гибкие перепонки 3, предварительно слдженные в исходном положении "гармошкой", которые соединяют внутренние грани диафрагм 2 и преграждают тем самым движение потока воды через V-образный желоб из верхнего бьефа в сторону нижнего бьефа. Таким образом предотвращается размыв грунта водоупорного элемента 1 потоком воды по сквозным поперечным трещинам, что повы5

30 шает надежность работы сооружения. Кроме этого вода, находясь в плоскости V-образного желоба со стороны верхнего бьефа от перепонки 3, оказывает гидростатическое давление на диафрагмы 2, прижимая их к грунту водоупорного.элемента 1. Указанное снижает возможность появления сосредоточенных ходов фильтрации вдоль наружных граней диафрагм 2. Периметральное и герметичное прикрепление к последним противофильтрационных пленок 4, ориентированных вдоль продольной оси плотины, практически полностью исключает возможность указанной сосредоточенной фильтрации. повышая тем самым фильтрационную прочность грунта водоупорного элемента 1 в этой области.

При выполнении гибких перепонок 3 малопроницаемыми (перфорированными) и разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа, величина гидростатического давления, действующего в Ч-образном желобе, распределяется на несколько гибких перепонок 3, повышая тем самым надежность их работы. Кроме этого, оказывает давление и на диафрагмы 2 почти по всей их длине, прижимая их к грунту водоупорного элемента 1, что повышает фильтрационную прочность последнего на контакте с наружными гранями диафрагм.

При возведении плотины в скальном каньоне противоразмывной элемент выполняется на расстоянии lp по гребню плотины от борта каньона, равном tp = (0;3...0,6)t, где

L — длина гребня плотины от оси каньона до его борта, а высоту плоских диафрагмы Н ру принимают не менее величины Hnpy Ьтр, где йтр — ожидаемая глубина поперечной трещины, равная р (1 — stn p) в которой р,л, С, и p — соответственно плотность влажного грунта водоупорного элемента, его сцепление при сдвиге и угол внутреннего трения.

Формула изобретения

1, Плотина из грунтовых материалов, содержащая водоупорный элемент из связного грунта, отл ича ю щая ся тем,что, с целью повышения надежности работы плотины за счет йредотвращения размыва грунта водоупорного элемента потоком воды по сквозным поперечным трещинам, образующимся в пригребневой зоне водоупорного элемента плотины в результате ее неблагоприятного напряженно-деформированного состояния, сейсмических и других воздействий, водоупорный элемент снабжен противоразмывным элементом, состоящим из

1792464

4еух плоских диафрагм, нижние ребра которых шарнирно и герметично соединены между собой и образуют V-образный желоб, внутренние грани диафрагмы соединены бдна с другой гибкими перепонками, а наружные грани прикреплены к грунту в1одоупорного элемента, при этом противоразмывной элемент расположен в пригребНевой зоне плотины вертикально поперек оси плотины в местах появления растягиващих напряжений. причем перепонки межу диафрагмами сложены "гармошкой" и бе диафрагмы противоразмывного элеента устройства прижаты одна к другой.

2. Плотина по п.1, отличающаяся т м, что к наружным граням диафрагм прот воразмывного элемента периметрально и

r рметично прикреплена противофильтраионная пленка, ориентированная вдоль родольной оси плотины.

3. Плотина по пп.1 и 2, о т л и ч а юа я с я тем, что диафрагмы противоразывного элемента выполнены гибкими, 4. Плотина по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я, с я тем, что.при ее расположении в скальном каньоне противораэмывной элемент выполнен в пределах участка зоны растяжения !р, равного расстоянию по гребню плотины от борта каньона Ip = (0,3...0,6)L, где

L- длина гребня плотины от оси каньона до

5 его борта.

5, Плотина по п.4, отличающаяся тем, что высота плоских диафрагм противоразмывного элемента Нпру определена по формуле Ндру Ьтр, где Ьтр ожидаемая

10 тлубина поперечной трещины, равная р л (1 sIA p) в которой рвл, Сс и p — соответственно плотность влажного грунта водоупорного элемента, его сцепление при сдвиге и угол внутреннего трения, 6.Плотина по пп.4 и5,отличающ а я с я тем, что перепонки выполнены малопроницаемыми; например перфориро20 ванными.

7, Плотина поп.6, отл ич а ю ща я с я тем, что перепонки выполнены разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа.

1792464

Составитель В.Волков

Техред M.Ìoðãåíòàë, Корректор З.Салко

Редактор

Заказ 171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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