Способ возведения фильтрующей насыпи

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в сооружениях фильтрующих насыпей, способных пропускать через себя поток воды без нарушения прочности. Сущность изобретения: создание сооружения предусматривает возведение из несортированного грунта всей насыпи 1. При этом фильтрующийслой 2 в ее нижней части создают путем отсыпки грунта с высоты насыпи 1, рассчитываемой по выведенной формуле. 3 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Е 02 В 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%er

Н =h ин

С и = .FJ (3) (21) 4927465/15 (22) 15:04.91 (46) 07.08.93. Бюл, 1Ф 29 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научноисследовательского обьединения

"Гидропроект" им, С.Я.Жука (72) Г.Н.Петров, Г.А.Омаров и Л.П.Могильников (56) Пузыревский H.È, Фильтрующие насыпи. M.-Л.: ОПТИ, 1934. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ФИЛ6ТРУЮЩЕЙ НАСЫПИ

Изобретение относится к гидротехническому, гидромелиоративному и дорожному строительству — к сооружению фильтрующих насыпей, способных пропускать через себя поток воды без нарушения прочности.

Цель изобретения — снижение трудозатрат эа счет возведения фильтрующих насыпей из несортированных грунтов.

Цель достигается тем, что насыпь возводится пионерным способом иэ несортированного грунта, а фильтрующий слой в ее нижней части создают путем отсыпки грунта с высоты насыпи, рассчитываемой по формуле где h — глубина от верха насыпи до рассматриваемого горизонта;.„.. Ж,,, 1832143 А1 (57) Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в сооружениях фильтрующих насыпей, способных пропускать через себя поток воды без нарушения прочности. Сущность изобретения: создание сооружения предусматривает возведение из несортированного грунта всей насыпи 1. При атом фильтрующий слой 2 в ее нижней части создают путем отсыпки грунта с высоты насыпи 1, рассчитываемой по выведенной формуле. 3 табл., 3 ил. р- коэффициент формы частиц (для угловатых у -0,5; для округлых р -1);

Кт — минимальный коэффициент фильтрации материала, обеспечивающий пропуск через слой толщиной h проектной зоны расхода, К,=q З (2) л9 — кУ где I — ширина насыпи;

h> — максимально допустимый напор воды;

hz — глубина потока в нижнем бьефе;

q — погонный расход;

n — пористость грунта в середине фильтрующего слоя толщиной h, Согласно формуле М.П.Павчича

1832143 где С вЂ” эмпирический коэффициент, определяющий величину уплотнения (С-0,9 — 0 33) 70

d20 где д — коэффициент неоднородности сегрегированного грунта в середине фильтрующего слоя; бмвкс и бмин — соответственно максимальный и минимальный диаметры частиц грунта, йспользуемого смеси; ан — показатель степени уравнения Талбота.гранулометрического состава грунта в середине фильтрующего слоя;

Dn — средняя крупность грунта в середине. фильтрующего слоя, 1 асег

Dn = мин + О макс Омин (5) где Омин- средняя крупность у гребня насыпи;

Омакс — средняя крупность у основания насыпи.

Омин =dcp.â. (1+

) — 1 .

1) (0,7 +0.2 У/ в (6) ее

1?сег + 1

О.... =Е1... + (c1cp. — О„„.), (7) dcp.в — средневзвешенная крупность исходного грунта, асее = 0,28 (Ъсх + 0,42 ° (8) где асее — показатель степени уравнения

Талбота для средней крупности сегрегированного грунта (по высоте насыпи); аи,„— показатель степени уравнения

Талбота используемого грунта.

У(е„("" }е.р,1 (е" (-":.}1 где бмакс и бмин — соответственно максимальный и минимальный размер фракций исходного грунта;

Р— содержание фракций (в долях единицы) размером менее di:

d7O

Циск = — — показатель неоднородно020 сти используемого грунта; где d70 и d20 — диаметры частиц, содержание

5 . которых в исходной смеси равно соответственно 70 и 207ь.

Цсег = 0,258 77исх + 0,742 . (10)

Эмпирические коэффициенты для уравнений (8) и (10) определяются в лаборатории при сегрегировании заданного грунта или его модельной смеси. Численные коэффици-

15 енты получены в результате статистической обработки большого количества (более 200) лабораторных и производственных опытов.

Сущность изобретения заключается в том, что физические процессы сортировки, 20 происходящие за счет совокупности действия сил гравитации и трения, позволяют разделить частицы грунта по крупности, в результате чего в нижней части всей насыпи скапливаются наиболее. крупные однород25 ные частицы с большой пористостью;

На фелюг.1 изображена пионерная отсыпка насыпи; на фиг.2 — поперечный разрез фильтрующей насыпи; на фиг.3 — графический метод решения уравнения для определения высоты отсыпки.

Пример. Гравийно-галечниковый грунт для возведения фильтрующей насыпи имеет следующий зерновой состав.

Длина насыпи 60 м, максимальный расход 17,8 м /с, максимальный напор 91 = 8.0 з м; глубина воды в нижнем бьефе h2- 1.0 м.

Необходимо определить высоту насыпи

1. обеспечивающей пропуск заданного рас40 хода.

Принимаем несколько значений Hi

=9,15м, для которых производим расчеты по приведенным формулам, Результаты расче45 тов приводятся в табл.3 для КО=1606 м/сут, По полученным данным построен график H=f(Hi), фиг.3. Точка пересечения кри.вой с линией, проведенной под углом 45 к оси координат, и принимается искомой высотой Н.

После этого процесс возведения самой плотины представляет собой пионерную отсыпку грунта высоты Н=11,4 м небольшими порциями путем сталкивания их с гребня плотины на откос, при этом фильтрующий слой 2 создается за счет естественной сегрегации грунта.

На фиг.2 показаны отсыпанная таким образом насыпь 1, — фильтрующий слой 2 толщиной h1 и основание 3.

1832143

Положительный эффект устройства . фильтрующей насыпи обеспечивается возможностью исключения из конструкции гидроуэла специальных водосбросных .. сооружений — туннелей, труб и т.д., стоимость которых обычно равна около половины общей стоимости гидроузла. б2о

«б70 макс — б мин + Семин где бмакс, бмин — соответственно максимальный и минимальный диаметры частиц грунта используемой смеси; ал — показатель уравнения Талбота грвнулометрического состава грунта в середине фильтрующего слоя

Формула изобретения

Ое3- средняя крупность грунта в середине фильтрующего слоя

1 есвг

Ое3 — Омин + Омакс Dìíí э

Омин =, dcp.â. 1 + н=л 25 мин сег ег где h — глубина от верха насыпи до рассматриваемого горизонта;

К вЂ”. минимальныи казффициент фильт- " " """ аат (Эа ннн) рации материала, обеспечивающий пропуск расхода через слой толщиной h проектной зоны, где Омакс — едняя к пность г нта ос50

С и =

С =0.9 — 0.33 — эмпирический коэффициент, определяющий величину уплотнения: о» 0,9 — для предельно рыхлой отсыпи, с -0,33— для сильно уплотненного грунта; у- коэффициент неоднородности сегрегированного грунта в середине фильтрующего слоя, Способ возведения фильтрующей насыпи, включающий разработку и отсыпку грунта в сооружение, отличающийся тем, что, с целью снижения трудозатрат, отсыпку ведут пионерным способом из несортированного грунта на всю высоту насыпи, при этом в нижней части. насыпи создают фильтрующий слой путем отсыпки грунта с высоты насыпи Н, рассчитываемой по фор-. 20 муле; — 35 ц =ц

h3 -h3 где1 — ширина насыпи;

ht максимально допустимый HBllop ВО 40 ды в верхнем бьефе (принятый в проекте);

hz — глубина потока в нижнем бьефе;

q — погонный расход; р- коэффициент формы частиц (для угловатых ер=0,5, для округлых rp-1); 45 п — пористость грунта в середине фильтрующего слоя толщиной h, принимается в соответствии с формулой ор. Ру ру у нования насыпи;

0мин — средняя крупность грунта у гребня насыпи; бсср.вав — средневзвешенная крупность исходного грунта; сеисх — эмпирический показатель степени (уравнения Талбота), описывающий зерновой состав грунта

;г-(Еи(" " ) Енp,. (й;- ;:й;.Г где Pi- содержание в исходном грунте фракций размером dl; асв -0,28 аисх+ 0,42 — показатель степени уравнения Талбота для средней крупности сегрегированного грунта; циск = — — показатель неоднороднобто б20 сти исходного грунта;, гсвг 0,258 вакх + 0,742 — показатель неоднородности сегреги рован ного грунте; био. био — диаметры частиц, содержание которых в смеси, соответственно равно 70 и

20/.

Таблица 1

Раэме ак ий мм

10 — 20 20 — 50

50 — 100

Таблица 2

Характеристики исходного грунта

Омин, MM Омакс, MM сег

40 210

Таблица 3 и при С=08

Оь, мм

0.543

0,568

107,2

0.627

136,6 с 5

17,8 ос .в, мм

104

HI,м

5- 1О

19,5

h1, м

Писк

0,5

99,2

27,8

1832143 сег

0,55

0,469

0,532

0,805

52,6

2,65

10,2

7,8

4,3

59,5

100 — 3-00

100

Н,м

5,9

22.5

1832143 нс

Ю /8 Ф и

Puz. 7

Составитель Л,Могильников

Техред M.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор

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

Заказ 2605 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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