Устройство для защиты песчаных пляжей от размыва



Устройство для защиты песчаных пляжей от размыва
Устройство для защиты песчаных пляжей от размыва
Устройство для защиты песчаных пляжей от размыва

 


Владельцы патента RU 2464378:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами. Устройство размещено на напорном откосе 1 песчаного пляжа 2, наклоненного к горизонту под углом α. Устройство состоит из защитной оболочки 3 и двух опорных оболочек 4 и 5. Оболочки 3, 4 и 5 выполнены из тканевых материалов в виде цилиндров и скреплены между собой. Защитная оболочка 3 заполнена водой 7 и воздухом 8. Опорные оболочки 4 и 5 выполнены с длиной окружности, равной половине длины окружности оболочки 3, и наполнены водой на половину цилиндрического объема. Предложенное устройство позволяет повысить надежность закрепления оболочки на напорном откосе пляжа. 3 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами.

Известно защитное устройство, которое выполнено в виде плотины из тканевых материалов в форме замкнутой цилиндрической оболочки, наполненной водой и воздухом (Бахтин Б.М., Корюкин С.Н. Гидротехнические сооружения. - М.: Агропромиздат. 1991. - 351 с.).

Недостатком устройства является то, что оно может гасить лишь энергию прибойной волны и не приспособлено для совершения полезной работы по укреплению берега.

Известно также устройство для защиты песчаных пляжей от размыва прибойными волнами (патент РФ №2287636, МПК Е02В 3/06, опубл. 20.11.2006, БИ №32), состоящее из оболочки, выполненной из тканевых материалов в форме цилиндра и наполненной жидкостью и воздухом. Оболочка снабжена крепежными элементами и установлена с возможностью перекатывания в зоне действия обрушающейся на напорный откос песчаного пляжа прибойной волны.

Недостатком устройства является то, что при перекатывании оболочки с большим объемом воды возникают значительные напряжения в местах крепления к ней канатов, а также в анкерах, точечно закрепленных в песчаном грунте пляжа. В результате этого снижается надежность крепления оболочки на напорном откосе пляжа.

Задачей изобретения является повышение надежности закрепления защитной оболочки на напорном откосе пляжа за счет снижения напряжений в местах присоединения крепежных элементов к защитной оболочке и к анкерам путем ограничения угла перекатывания защитной оболочки.

Необходимый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для защиты песчаных пляжей от размыва, включающем защитную цилиндрическую оболочку, выполненную из тканевых материалов и наполненную жидкостью и воздухом, и крепежные элементы, предлагается устройство дополнительно снабдить двумя опорными цилиндрическими оболочками, наполненными жидкостью наполовину своих объемов и расположенными с обеих сторон от защитной оболочки, причем длину окружности каждого опорного цилиндра выбрать в два раза меньше длины окружности цилиндра защитной оболочки.

Именно снабжение известного устройства двумя опорными оболочками, выполняющими роль дополнительных крепежных элементов, и принятие длины окружности цилиндров опорных оболочек в два раза меньше длины окружности цилиндра защитной оболочки, а также наполнение опорных оболочек наполовину их цилиндрических объемов только жидкостью, обеспечивает решение поставленной задачи.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 приведена схема расположения предлагаемого устройства на напорном откосе песчаного пляжа при отсутствии волнового воздействия;

на фиг.2 - предлагаемое устройство при обрушении прибойной волны;

на фиг.3 - то же, при откате волны.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - напорный откос; 2 - песчаный пляж; 3 - защитная оболочка; 4, 5 - опорные оболочки; 6 - уровень спокойной воды; 7 - вода; 8 - воздух; 9 - эпюра давления устройства от гидростатического напора на участке АЕ; 10 - прибойная волна; 11 - бурун; 12 - эпюра давления устройства от пьезометрического напора на участке АЕ; 13 - прудок-отстойник; 14 - эпюра давления устройства от напора за счет сил инерции; α - угол наклона напорного откоса к горизонту.

На напорном откосе 1 (фиг.1) песчаного пляжа 2, наклоненного к горизонту под углом α, устанавливают защитную 3 и опорные 4 и 5 оболочки, выполненные из тканевых материалов в виде легких замкнутых цилиндров, соединенных между собой в точке С, расположенной на пересечении уровня спокойной воды 6 при нагонных штормовых явлениях и откоса 1. Опорные оболочки 4 и 5 выполнены с длиной окружности, равной половине длины окружности оболочки 3. Их наполняют водой на половину цилиндрического объема, а защитную оболочку 3 наполняют водой 7 и воздухом 8. После наполнения оболочек 3, 4 и 5 гидростатическое давление воды в защитной оболочке 3 через материал оболочек на участке ВС передается воде 7 в оболочке 4, а на участке СД - воде 7 в оболочке 5, в результате чего эпюра давления (представленная в виде напора) всего устройства на участке АЕ напорного откоса 1 песчаного пляжа 2 имеет вид 9, показанный на фиг.1.

Обрушающаяся на напорный откос 1 (фиг.2) пляжа 2 прибойная волна 10 и срывающийся с ее вершины бурун 11 деформируют опорные оболочки 3 и 4, положение которых относительно исходного показано пунктиром. Кинетическая энергия прибойной волны при этом превращается частично в энергию давления внутри оболочек 3, 4 и 5. Скоростной напор (где - v скорость, м/с; - ускорение свободного падения, м/с2) превращается в пьезометрический и частично в геометрический напор, выражающийся в перемещении воды в оболочке 4 вертикально вверх, а воды в оболочке 3 - выше по напорному откосу 1 пляжа 2. Участок АЕ напорного откоса 1 пляжа 2, на котором передается нагрузка от устройства на основание, уменьшается по длине и перемещается по напорному откосу в сторону суши, а эпюра давления складывается из гидростатического 9 - h и пьезометрического 12 - (где p - давление, Па; ρ - плотность, кг/м3) напоров. Вода, которая в виде брызг перелетает через оболочку 3, формирует за ней прудок-отстойник 13, который создает подпор оболочке 5, а при сходе волны частично фильтруется через грунт с осаждением в массиве твердых частиц.

Энергия волны 10 гасится, расходуясь на сжатие воздуха в защитной оболочке 3, на перемещение оболочек, образование вихрей в замкнутых объемах воды, заключенной в оболочках, упругое растяжение материала оболочек и в итоге на уплотнение грунта в основании устройства. После завершения воздействия прибойного потока оболочки 3, 4 и 5 возвращаются в исходное положение (пунктирные линии на фиг.3), предварительно пройдя по инерции и за счет упругого восстановления материала оболочек в положение ниже по откосу 1, показанное сплошными линиями (эпюра напора за счет сил инерции 14).

Закрепление защитной оболочки 3 посредством установки дополнительных опорных оболочек 4 и 5, заполненных водой, которая при величинах нагрузок, возникающих от действия штормовых волн, является практически несжимаемой, обеспечивает устойчивое положение на напорном откосе 1 пляжа 2 защитной оболочки и всего гидротехнического сооружения в целом. С целью механизации процесса установки устройства при заполнении оболочек водой может быть применен насос, что значительно сокращает время установки. При выбранных длинах окружностей опорных оболочек, равных половине длины окружности защитной оболочки, и наполнении на половину их объемов водой опорные оболочки принимают форму, показанную на фиг.1, и обеспечивают опирание на участке ВСД, примерно равном 1/3 смоченной части защитной оболочки, что надежно предотвращает ее перекатывание через опорные оболочки в обоих направлениях. Выбранное соотношение длин защитной оболочки и опорных оболочек установлено экспериментально, и эффективность такого соотношения, а также заполнения опорных оболочек на половину водой, многократно подтверждена при проведении испытаний предлагаемого устройства на песчаных пляжах Балтийского побережья.

Устройство для защиты песчаных пляжей от размыва, включающее защитную цилиндрическую оболочку, выполненную из тканевых материалов и наполненную жидкостью и воздухом, и крепежные элементы, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено двумя опорными цилиндрическими оболочками, наполненными жидкостью на половину своих объемов и расположенными с обеих сторон от защитной оболочки, причем длина окружности каждого опорного цилиндра выбрана в два раза меньше длины окружности цилиндра защитной оболочки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области портового гидротехнического и гражданского строительства, а именно к заполненным грунтом оболочкам большого диаметра (ОБД), и может быть применено при строительстве морских и речных причальных и оградительных сооружений, в том числе возводимых при устройстве на акваториях ограждений котлованов и искусственных островов.
Изобретение относится к средствам защиты городов от волн цунами и может быть использовано при расстановке таких устройств. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для защиты морских берегов и объектов от волнового воздействия и может быть использовано как в прибрежных, так и в удаленных от побережья акваториях.

Изобретение относится к средствам защиты от волн цунами. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве природоохранных, берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек и каналов.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при строительстве причалов в морских и речных портах, а также при возведении подпорных стенок различного назначения.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве природоохранных берегоукрепительных сооружений в регулируемых руслах рек.

Изобретение относится к строительству и инженерной защите территорий. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к гидротехническому сооружению с эксплуатационной площадкой, в том числе для причаливания маломерных судов, и предназначено для защиты причального сооружения от волновых воздействий, прибрежных течений и одновременно для швартовки судов к причалу, других различных швартовных операций, а эксплуатационная площадка предназначена для рекреации, перемещения людей и грузов, а также для размещения на ней элементов ландшафтного дизайна.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при расположении противофильтрационной геомембраны в грунтах

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано при возведении причальных сооружений и проведении берегоукрепительных работ, а также в промышленном и гражданском строительстве

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при сооружении вдольбереговых волноразрушающих конструкций

Изобретение относится к шпунтовым соединениям и может быть использовано в гидротехнике для соединения свай при строительстве морских и речных причалов, а также в гражданском строительстве. Шпунтовое соединение содержит шпунтовый выступ с гребнем и шпунтовый захват с обоймой и устьем, выполненные из прокатных профилей. Устье шпунтового захвата повторяет форму гребня шпунтового выступа и охватывает его с возможностью частичного поворота. Шпунтовый захват выполнен сварным из двух прокатных профилей. Каждый профиль захвата имеет поперечное сечение в форме крюка и состоит из С-образного участка и сопряженного с одной его кромкой прямолинейного участка. При этом профили захвата обращены вогнутыми сторонами С-образных участков друг к другу с образованием обоймы для гребня шпунтового выступа. Профили захвата сварены между собой прямолинейными участками или через промежуточный соединительный элемент с образованием зазора между свободными кромками С-образных участков. Обеспечивается упрощение технологии изготовления захвата при обеспечении высокой прочности предлагаемого шпунтового соединения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

(57) Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к подпорным стенкам для причальных набережных, возводимых на многолетнемерзлых грунтах в районах Крайнего Севера. Подпорная стенка по первому варианту выполнена из трубчатых шпунтовых свай. По меньшей мере часть свай снабжена сезонно-охлаждающим устройством любого известного типа. Охлаждающие устройства так располагают в шпунтовой свае, чтобы обеспечить возможность контакта их верхней части с атмосферным воздухом. Подпорная стенка по второму варианту содержит сезонно-охлаждающие устройства, выполненные в виде воздушно-циркуляционной трубы. Охлаждающие устройства размещены во внутренней полости трубчатых шпунтовых свай и установлены соосно или со смещением относительно оси трубчатой шпунтовой сваи. Воздушно-циркуляционная труба сообщена в верхней части с атмосферой с помощью перекрываемого отверстия. Нижняя часть трубы приближена вплотную к мерзлому грунту основания. Обеспечивается экологическая безопасность, снижение затрат, увеличение надежности конструкции и снижение трудоемкости строительства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначается для изготовления плавучего волногасителя из плавающей древесной массы на акватории водохранилища. Устройство включает заякоренное плавучее основание с установленным на нем навесным оборудованием и формировочно-буксировочное судно с манипулятором. Плавучее основание состоит из двух коридоров - накопительного и сплоточно-формировочного. К плавучему основанию возле накопительного коридора прикреплены направляющие мостики. Обеспечивается возможность изготовления пригодных для буксировки и эксплуатации пучков волногасителей из плавающей древесины на акватории водохранилищ с одновременной очисткой водохранилищ от плавающей древесины. 3 ил.

Изобретение относится к природообустройству и водохозяйственному строительству и может быть использовано для борьбы с водной эрозией. Цель изобретения - повышение несущей способности и экономичности. Габионная подпорная стенка включает камни, уложенные в сеточный каркас с шестигранными ячейками. Камни, заполняющие пространство каркаса сетки, являются искусственными и предварительно изготавливаются из бетона. Между слоями камней внутри габиона в горизонтальной плоскости, по всей высоте, уложена стеклоткань с оклейкой по периметру. Искусственные камни имеют преимущественно кубическую или призматическую форму и могут быть уложены столбиками или со смещением в слоях. Такое техническое решение предотвратит от распора габионную подпорную стенку и позволит значительно увеличить высоту. Больший эффект будет достигнут, если стеклоткань будет приклеена к контактируемым слоям камней. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ защиты от волнового воздействия одиночного гидротехнического сооружения заключается в том, что набегающие на гидротехническое сооружение волны разводят по обе стороны вокруг сооружения путем создания расходящихся в обе стороны поперек направления волн горизонтальных приповерхностных течений, формирующихся плоскосимметричным всплывающим газожидкостным потоком, который создают в водной среде под набегающими волнами. Плоскость симметрии расположена в диаметральной плоскости сооружения и перпендикулярна движению волн. Расход газа, преимущественно воздуха, подбирают так, чтобы горизонтальная скорость приповерхностных течений газожидкостного потока была не менее 0,2 скорости набегающих волн. Зону, где формируют газожидкостный поток, располагают в указанной плоскости симметрии на расстоянии перед гидротехническим сооружением не ближе (0,3-0,5) ширины и не далее (1,5-2,0) длины гидротехнического сооружения. Длиной считается габарит сооружения по диаметральной плоскости в направлении волны, а шириной считается габарит по фронту волны. Газожидкостный поток создают на глубине не менее 0,6 амплитуды набегающей волны путем подачи под давлением в водную среду воздуха с образованием пузырьков. Устройство для осуществления способа включает средство отвода по обе стороны вокруг гидротехнического сооружения набегающих волн на основе использования газообразного вещества, преимущественно воздуха. Указанное средство выполнено в виде аэратора водной среды пузырьковыми воздушными включениями, состоящего из расположенной по диаметральной плоскости сооружения вдоль направления движения набегающих волн перфорированной трубки 1 и сообщенного с ней магистралью 2 источника повышенного давления воздуха 3. Длина трубки 1 составляет (1-1,5) длины гидротехнического сооружения, а отстояние ближнего от упомянутого сооружения торца трубки составляет (0,3-0,5) ширины сооружения. Трубка расположена погруженной под воду на глубину, равную не менее 0,6 амплитуды набегающей волны, считая от поверхности спокойной воды. Обеспечивается эффективная защита одиночного гидротехнического сооружения от силового воздействия набегающих на него волн. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх