Способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов и устройство для его осуществления



Способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов и устройство для его осуществления
Способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2415991:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) (RU)

Изобретение относится к области гидротехнического и мелиоративного строительства, а именно к повышению сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов при устройстве в них искусственных русел. Способ включает механическое перемещение частиц грунта так, что в нижнем слое грунта находятся фракции с размерами частиц менее расчетных, а в верхнем слое - фракции с размером частиц более расчетных. Устройство для осуществления способа включает раму с закрепленным на ней ножом с гребенкой и механизм вибрации, установленный на раме. Зубья гребенки выполнены сужающейся от ножа к концу формы. Повышается сопротивляемость размыву гравийно-галечных грунтов, слагающих естественные и искусственные русла, и уменьшается загрязнение водотока взвешенными веществами, поступающими с поверхности, при вводе в эксплуатацию каналов и проведении регулировочных работ на руслах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области гидротехнического и мелиоративного строительства, а именно к повышению сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов при устройстве в них искусственных русел.

Известен способ переформирования донных отложений гидравлической промывкой русла залповыми пропусками, заключающийся в использовании эффектов нестационарности. Гидравлическая промывка производится с быстрым нарастанием расхода и скорости потока, определяемого временем открытия затворов регулирующего гидротехнического сооружения. При таких условиях в русле распространяется волна возмущения, приводящая к быстрому возрастанию скорости течения и интенсивному размыву донных отложений (Боровков B.C. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С.286). При применении этого способа для искусственных русел происходит формирование устойчивой к размыву поверхности за счет вымывания фракций, не отвечающих условиям устойчивости.

Недостатками данного способа являются необходимость устройства регулирующего гидротехнического сооружения, обслуживание и обеспечение его работы, а также то, что при вымывании мелкие фракции переходят во взвешенное состояние, загрязняя водный объект ниже по течению.

Возможно переформирование грунта механическим способом. Например, известны механизмы, которые позволяют удалить из толщи грунта фракции, размер которых больше заданного, такие как мелиоративные камнеуборочные машины. Среди них существуют машины непрерывного действия с вибрационным грохотом, принцип действия которых заключается в следующем: при работе грунт с камнями попадает на эксцентриковый или вибрационный грохот, на поверхности которого остаются камни, а грунт просеивается. Камни подают элеватором в бункер для разгрузки на транспортирующую лыжу или за границы очищаемого участка (Мер И.И. Мелиоративные машины. - М., Колос, 1964. - С.367). Таким образом, материал, который мог бы укрепить русло от размыва, удаляется.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов, слагающих естественные и искусственные русла и, как следствие, уменьшение уровня загрязнения водотока взвешенными веществами, поступающими с поверхности, при вводе в эксплуатацию каналов и проведении регулировочных работ на руслах.

Результат достигается тем, что способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов, слагающих естественные и искусственные русла, отличается тем, что производят механическое перемещение частиц грунта так, что в нижнем слое грунта находятся фракции с размерами частиц менее расчетных, а в верхнем слое - фракции с размером частиц более расчетных.

Устройство для осуществления способа повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов отличается тем, что оно содержит раму с закрепленным на ней ножом с гребенкой и механизм вибрации, установленный на раме.

Устройство отличается также тем, что зубья гребенки выполнены сужающейся от ножа к концу формы.

Устройство отличается также тем, что зубья гребенки имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму.

При создании искусственных русел в гравийно-галечных грунтах в процессе работы с их поверхности вымываются мелкие фракции гравийно-галечного грунта, что приводит к загрязнению нижележащего водотока.

Постепенно происходит укрупнение среднего диаметра донных отложений (процесс самоотмостки) за счет удаления из грунта частиц размером до так называемого Dотм (диаметра отмостки), который способен не срываться при расчетных скоростях течения, в дальнейшем данный участок может быть неразмываем. Предлагаемое изобретение позволяет заменить самоотмостку, исключив при этом вымывание мелких фракций.

Предлагаемый способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов заключается в изменении фракционного состава расчетного слоя по вертикали. В результате обработки мелкие фракции перемещаются вниз. Средний диаметр частиц в расчетном слое (dср расч) определяется таким образом, чтобы он удовлетворял условиям устойчивости русла. Толщину расчетного слоя принимают равной не менее трех средних расчетных диаметров фракций грунта, слагающего русло. Причем средний расчетный диаметр определяется исходя из требований, изложенных в СНиП (СНиП 2.06.03.-85. Мелиоративные системы и сооружения. - Взамен СНиП П-52-74; утвержд. 1985-17-12. - М: ЦНИП Госстроя СССР, 1986. - 60 с.) и рассчитывается исходя из зависимости от скорости и глубины потока.

На фиг.1 изображено устройство для обработки поверхности русла, содержащее рабочий орган, представляющий собой нож с гребенкой 1, механизм вибрации 2, укрепленный на раме 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Устройство прикрепляется за тягачом, в качестве которого может выступать любая колесная или гусеничная техника. При движении тягача по обрабатываемой поверхности русла нож врезается в грунт на заданную глубину (но не менее толщины расчетного слоя). Гребенка, проходя через расчетный слой, производит вертикальное перераспределение фракций. Частицы с диаметром больше расчетного переваливаются через гребенку, оказываясь в слое. Максимальный диаметр фракций, подлежащих удалению из расчетного слоя, можно контролировать путем изменения величины зазора между зубьями гребенки, то есть максимальное расстояние между зубьями устанавливается равным принятому dcp расч. Зубья изготавливаются сужающейся от ножа формы (фиг.2) для поэтапного просыпания частиц - сначала частицы d<dcp расч, затем частицы размером d=dcp расч. Причем в поперечном сечении зубья имеют трапецеидальную форму для избегания заклинивания просыпающихся частиц.

При передаче вибрации на гребенку увеличивается интенсивность переработки.

Таким образом, после проведения обработки грунта фракционный состав в рассматриваемом слое оказывается рассеянным по вертикали на три условных подслоя: нижний подслой - d<dcp расч; средний подслой - d=dcp расч; верхний подслой - d>dcp расч.

Также происходит укрупнение среднего диаметра фракций грунта, слагающего русло, за счет удаления под расчетный слой мелких частиц.

1. Способ повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов, слагающих естественные и искусственные русла, характеризующийся тем, что производят механическое перемещение частиц грунта так, что в нижнем слое грунта находятся фракции с размерами частиц менее расчетных, а в верхнем слое - фракции с размером частиц более расчетных.

2. Устройство для осуществления способа повышения сопротивляемости размыву гравийно-галечных грунтов, включающее раму с закрепленным на ней ножом с гребенкой и механизм вибрации, установленный на раме, при этом зубья гребенки выполнены сужающейся от ножа к концу формы.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что зубья гребенки имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки русел рек, каналов от наносов. .

Изобретение относится к гидромеханизации, а именно к технологии очистки и восстановления биологических прудов очистных сооружений. .

Изобретение относится к защите водотоков от загрязнения взвешенными веществами, поступающими по руслоотводному каналу в начальный период его эксплуатации. .

Изобретение относится к способам очистки русел малых рек криолитозоны с сезонным стоком от донных отложений, загрязненных радионуклидами, и обращения с твердыми радиоактивными отходами.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при разработке грунта вдоль береговой линии реки. .

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству при регулировании русел рек и восстановлении прибрежных водоохранных зон. .

Изобретение относится к способам очистки русел рек, каналов и подобных сооружений от наносов. .

Изобретение относится к способам очистки русел рек, каналов и подобных сооружений от наносов. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты объектов, нижерасположенных по селевому руслу, от разрушительного воздействия селевого потока путем отвода последнего в обход защищаемых объектов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для восстановления и очистки зарастающих и заросших озер относительно небольших размеров.

Изобретение относится к гидрометрии, гидрологии и инженерной экологии речного ландшафта по гидрометрическим створам

Изобретение относится к гидротехническому строительству

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено для очистки от наносов русел рек и каналов

Изобретение относится к подпорным плотинам, используемым в сельском хозяйстве для обеспечения орошения затоплением лугов и сенокосных угодий

Изобретение относится к экологии, гидротехнике и гидромелиорации, может быть использовано для восстановления заиленного, заросшего травой русла реки на ресурсосберегающей основе естественным путем

Изобретение относится к способам очистки водоемов и добычи природного ила (сапропеля)

Изобретение относится к устройствам для производства земляных работ землесосными снарядами и может найти применение при строительстве и очистке каналов от наносов с формированием заданного устойчивого криволинейного поперечного подводного профиля русла

Изобретение относится к области гидротехники и направлено на очистку русел водотоков от наносов, улучшение санитарно-гигиенических условий, повышение продуктивности рек и их пойм

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для защиты берегов и восстановления прибрежных ландшафтов рек

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Способ подъема уровня воды в малых водотоках после дноуглубительных работ включает возведение подпорной плотины после завершения дноуглубительных работ. Создают основное тело плотины из грунта. Размещают во внешней части плотины как минимум один гибкий бетонный мат. Высота плотины на 10÷80% меньше высоты стенки углубленного русла. Второй вариант способа включает возведение каскада подпорных плотин. Вторую плотину каскада возводят на 0,1÷0,3 м ниже по отметке от уровня моря. Для возведения подпорной плотины дноуглубительные работы проводят на отдельных участках русла. Расстояние между участками выбирают равным ширине основного тела плотины. Затем корректируют высоту основного тела плотины и покрывают его гибким бетонным матом. Подпорная плотина содержит основное тело. Наружная часть плотины содержит по меньшей мере один гибкий защитный мат. Гибкий бетонный мат содержит бетонные блоки, связанные между собой порядно и в рядах с зазором гибкими элементами. Мат содержит противосуффозионный элемент и/или элементы для полного перекрытия зазоров между всеми бетонными блоками или между их частью. Ширина зазоров между по меньшей мере 75% блоков в мате составляет от 1 мм до 25 мм на протяжении не менее 80% габаритной длины прилегающих друг к другу блоков. Бетонные блоки имеют высоту от 50 мм до 350 мм. Обеспечивается подъем уровня воды в малых водотоках после дноуглубительных работ, упрощается конструкция плотины, повышается технологичность ее создания. Обеспечивается высокая степень защиты грунтового основного тела плотины. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх