Земляное сооружение

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26,04.77 (21) 2478924/29-15 с с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.3

E 02 D 31/10

Гввумрвтввввмв квинтет

СССР (53) УДК 629.12. .011.567.3 (088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5 ае двлаы нзвбрвтвввй и вткрмтий

Дата опубликования описания 17.02.83

1 .

А. Т. Ли и М. К. Шаграй

k (72) Авторы изобретения

Среднеазиатское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-иссле института «Гидропроект» им. С. Я. Жука (71) Заявитель (54) ЗЕМЛЯНОЕ COOPУЖЕНИЕ

Изобретение относится к строительству подземных трубопроводов в насыпях и может быть использовано при устройстве -цементационных потери, транспортных туннелей, водоотводов и водосбросов больших сечений, сооружаемых в теле высоких плотин из грунтовых материалов.

Известно земляное сооружение, включающее насыпь.и расположенную под насыпью трубу (1).

Особенностью возведения этого сооружения является необходимость обеспечения несущей способности труб (обделок трубопроводов) в условиях значительных давлений грунта. Например, при высоте насыпи

200 — 300 м у ее основания, где размещается труба, удельное вертикальное давление грунта достигает 40=60 кгс/см, горизон тальное — 20 — 30 кгс/см . Для обеспечения устойчивости и прочности трубы в этом случае последней придается значительная жесткость. Из-за разной сжимаемости трубы.и находящегося рядом с ней грунта насыпи происходит скачок в осадках масс грунта над сооружением и возле сооружения. При этом -в насыпи выше верха сооружения образуются две вертикальные плоскости скольжения, касательные к внешним поверхностям стенок сооружения, по которым на сооружение передается дополнительная нагрузка, определяемая касательными напряжениями на вертикальных плоскостях скольжения. Натурными наблюдениями, экспериментальными исследованиями и теоретическими расчетами установлено, что вследствие неодинаковой осадки грунта насыпи над сооружением и возле него вертикальное давление на трубу увеличивается в 1,5 — 1,8 раза по сравнению с давлением грунта, обусловленным весом столба насыпи над трубой. Как по эксплуатационным, так и* Ilo строительным усло15 виям, трубы, предназначенные для сброса и отвода больших расходов воды, как правило, выполняются корытообраз ного сечения. В этом случае необходимая по условиям прочности и устойчивости их толщина (толщина обделки) при высоте насыпи над трубой 200 — 300 и может достигнуть

10 — 12 м.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль994623

Формула изобретения тату является земляное сооружение, включающее насыпь и расположенную под насыпью трубу с разгружающим устройством.

Разгружающее устройство выполнено в виде упругой прокладки, введенной на контакте трубы с грунтом. В качестве материала для такой прокладки рекомендуется применять пористую резину, упругие синтетические материалы. В случае необходимости упругость прокладки может регулироваться механически, гидравлически или пневматически (2).

Недостатком указанного технического решения применительно к подземным сооружениям глубокого заложения является невозможность создания вокруг трубы зоны с пониженными напряжениями. Грунтовый материал насыпи, обладая свойствами сыпучего тела, в окрестности подземного сооружения перемещается совместно с деформируемой упругой прокладкой. Образованная при этом зона разуплотненного грунта, вследствие высокого уровня внутренних напряжений в теле насыпи, вызывает повышенную ее деформацию, что, в свою очередь, приводит к дополнительному перемещению грунтовых масс в разуплотненную область насыпи, которые с течением времени законсолидируют зону разуплотнения грунта в насыпи вокруг сооружения.

Цель изобретения — уменьшение давления грунта на трубу.

Указанная цель достигается тем, что земляное сооружение включает насыпь и расположенную под насыпью трубу с разгружаю щи м устройством, причЕм разгружающее устройство выполнено в виде примыкающих непосредственно к боковым сторонам трубы на всю ее высоту и пропитанных вяжущим составом призм из материалов с повышенной по сравнению с материалом насыпи жесткостью, при этом каждая призма имеет откОс, ориентированный в противоположную от трубы сторону.

На чертеже изображено земляное сооружение, поперечное сечение.

Земляное сооружение включает насыпь 1, сооруженную на скальном основании 2. Под насыпью на поверхности скального основания размещена труба 3 с разгружающим устройством 4.

Разгружающее устройство выполнено в виде примыкающих непосредственно к боковым сторонам трубы на всю ее высоту и пропитанных вяжущим составом призм

5 и 6 из материалов с повышенной по сравнению с материалом насыпи жесткостью, 5

1О

40 причем каждая призма имеет откос, соответственно 7 и 8, ориентированный в противоположную от трубы сторону.

Каждая призма может быть выполнена из сухой каменной кладки, крупнообломочных грунтовых материалов, с последующим закреплением цементным раствором, смолами и другими вяжущими составами.

Объем призм определяется из условия приближения величин их деформаций к деформациям трубы.

Введение призм, распластанных по форме с откосами, ориентированными в противоположную от трубы сторону и имеющих жесткости, приближающиеся к жесткости трубы 3, исключает концентрацию внутренних напряжений в насыпи в зоне трубы и выравнивает вертикальные перемещения в зонах насыпи 1 и 11, что предотвращает образование в насыпи выше трубы вертикальных плоскостей 9 и 10 скольжения, посредством которых на трубу передается дополнительная нагрузка.

Призмы, обладая устойчивостью при сдвиге, воспринимают на себя силы бокового распора в теле насыпи, исключая тем самым боковые давления грунта насыпи на трубу. В результате толщина трубы может быть уменьшена в 2 — 2,5 раза по сравнению с толщиной трубы, возводимой без предлагаемого разгружающего устройства.

Земляное сооружение, включающее насыпь и расположенную под насыпью трубу с разгружающим устройством, отличающееся тем, что, с целью уменьшения давления грунта на трубу, разгружающее устройство выполнено в виде примыкающих непосредственно к боковым сторонам трубы на всю ее высоту и пропитанных вяжущим составом призм из материалов с повышенной по сравнению с материалом насыпи жесткостью, причем каждая призма имеет откос, ориентированный в противоположную от трубы сторону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клейн Г. К. Расчет труб, уложенных в земле. Государственное издательство строительной литературы. М., 1951, с. 21 — 31.

2. Патент ГДР № 53637, кл. 84а, 31/10, опублик. 20.01.67 (прототип) .

994623

Редактор Т. Парфенова

Заказ 551/10

Составитель Ю. Эглес к ли

Текред И. Верес Корректор А. Дзятко

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4