Способ защиты грунтовых плотин от разрушения при сейсмическом воздействии

ЕПЬСТВ ВТОРСНОМУ СЗ ыщенГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука(56) Авторское свидетельство СССР У 443147, кл. Е 02 В 7/06, 1972,Авторское свидетельство СССР В 437824, кл. Е 02 В 7/06, 1972. (54)(57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ путем снижения дина:мического давления в поровой воде,о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что,с целью повышения эффективности защиты и снижения трудозатрат, снижениедавления в поровой воде осуществляютпутем аэрации водонасыщенной зоныплотины сжатым воздухом и поддержания его объема 1 на каждом погонном метре этой зоны по величине равным де и - пористость грунта; 1( - коэффициент аэрирова равный 0,05-0,1; В - объем 1 пог.м водон ной эоны плотины.Изобретение относится к областивозведения грунтовых плотин в сейсмически активных районах.Цель. изобретения - повышение эффективности защиты и снижение трудозатрат,На фиг. 1 дана схема осуществления предлагаемого способа для плотины с ядром; на фиг, 2 - то же, дляоднородной плотины, 10На схеме обозначены водонасыщенная зона 1 плотины, ядро 2 плотиныи перфорированные трубопроводы 3,расположенные по длине водонасыщенной зоны. 15Способ защиты грунтовых плотинот разрушения при сейсмическом воздействии заключается в том, что водонасыщенную зону плотины 1 аэрируютсжатым воздухом, поддерживая его 20.объем 1 на каждом погонном метреэтой зоны по величине равным 1=п КФ)25где и - пористость грунта;- коэффициент аэрирования,равный 0,05-0,1;Ж - объем погонного метра водонасыщенной зоны плотины, что приводит к постоянному насыще нию воздухом водонасыщенной эоны пло-, тины в количестве 5-.10 об.7.Наличие в водонасыщенной зоне грунта воздуха в количестве 5-103 приводит к уменьшению значения моду- З 5 ля деформации воды (т.е. к увеличению ее сжимаемости) примерно в100 раз.Такое увеличение сжимаемости воды приводит к тому, что при сейсмичес ком воздействии в водонасыщенной зоне грунтовой плотины не развивается избыточное динамическое паровое давление, исключая этим возможность разжижения грунта, приводящего к 45 потере устойчивости сооружения или его части, Контроль степеки аэрирования водонасыщенного грунтового массива осуществляется замером скорости продольных волн в нем, резко 50 возрастающей при снижении содержания воздуха ниже 5-37. При снижении содержания воздуха ниже заданного (5-103) производится его подкачка.Количество подаваемого для аэра ции воздуха и конфигурация системы водоводов определяется конструктивными особенностями сооружения, его высотой и интенсивностью возможногосейсмического воздействия, сейсмической балльностью,Так, для плотины с центральнымядром высотой уровня воды ц, заложением верхового откоса Ф и пористостью .грунта П при предельнойстепени аэрирования в 107 объем воздуха, необходимый для насыщения1 пог. м верховой упорной призмы(по ее длине), может быть определенпо формулеУ=О,би п Ь, О,1,Например, для плотины высотойН = 100 м с центральным ядром иверховой упорной призмой из грунтапористостью 257, объем воздуха, необходимый для обеспечения желаемогоэффекта, при заложении верховогооткоса В = 2,25 составит для1 пог. м сооружения 1 = 282 м.Необходимое давление для подачивоздуха в тело верховой упорной призмы должна быть не меньше гидростатического давления воды в порах грунта, т,е, должно практически равняться высоте сооружения (учитывая чтовсегда глубина воды меньше высотыплотины Н).В данном слУчае необходимое минимальное давление воздуха, развиваемое компрессором, должно составлять1 МПа. Таким образом, при использовании самого малого по производительности компрессора мощностью двигателя 2,3 л.с., давлением 10 ИПа и производительностью 0,14 м/с. для первоначального полного аэрированияпог. м призмы потребуется время,равное 2014 мин или 33,5 ч.Такая степень аэрации обеспечивает снижение значения скорости продольных волн в.водонасыщенной зонеплотины до 500 м/с. В случае повышения этого значения свыше 500 м/спроизводится дополнительная аэрацииэтой зоны. Для каждого последующегоаэрирования, учитывая, что частьвоздуха всегда остается в грунте,потребуется. примерно вдвое меньшевремени, т,е, около 16 ч. Возможнозначительное сокращение времениаэрации при,использовании высокопроизводительных современных компрессоров. В зонах малой сейсмической активности (7 баллов и ниже) возможно вдвое уменьшить объем воздуха для1193223 . разжиженчя грунта, при сейсмическомвоздействии, всей водонасыщеннойэоны плотины, что позволяет использовать для строительства плотин болеедешевые грунтовые материалы.аэрирования за счет уменьшения аэрирования максимум до 57,Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в возможности полного исключения оставитель ехред А.Ач ктор Н,Тупиц Тираж 648 Псударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/ каз 7 одписное Филиал ППП "Патент", г,ужгород оектна ВНИИПИ по д 113035, етанин Корректор Е.Сирохм