Плотина из грунтовых материалов

(19) (11) В 7/06, 3/1 1)5 ИС ИЗОБ Т И 2 ЕНТУ 4919327/110,12.9030,01.Кабаный ин 93. Бюл, Врдино-Балститут ский агромелиора 2) К,Н.Анахаев, 8льбаум6) К.Н.Анахаев, 8льбаум6) Авторское свид988964, кл, Е 02 8Гидротехниче1/Под ред,кола, 1979, с,И,Тей,Г.Мельник ,Г.Мельник И.Тейльство СССР /06, 1981. ие сооружна М,ММ,:с,14,22. нияысшая Гриши 465, ри ИЗ ГРУ НТОВЫХ МАТЕРИА ЛОТИ Л Изобре ное сетехническо роительству ов, и может и энергет угих водох кже объекта т Цель исти рабоя размытоком вперечнигребнеЯТНОГОСтОяния ние надеж- едотвращео элемента СКВОЗНЫМ ЮЩИМСЯ В е неблагопрованного х воздейстсечение рогивонным вП )отиГ)СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРие относится к области гидо строительства, а именно к плотин из грунтовых матери- быть применено при сооружеческих, ирригационных и озяЯственных гидроузлов, а в промышленной гидротехнизобретения - повыш ты плотины за счет пр ва грунта водоупорно оды, движущимся и ым тоещинам, образ вои зоне в результат напряженно-деформ сейсмических и други 57) Использование: при возведении гидротехнических сооружений, а именно плотин иэ грунтовых материалов, Сущность изобретения; плотина содержит водоупорный элемент из связного грунта. Противоразмывной элемент, например, каменно-земляной плотины с водоупорным элементом в виде ядра включает плоские диафпагмы, в исходном положении ,при отсутствии трещин) прижатые друг к другу, Диафрагмы шарнирно соединены между собой нижними кромками. Между диафрагмами размещены гибкие перепонки, сложенные "гармошкой" в исходном состоянии. К наружным граням диафрагм герметично прикреплена противофильтрационная пленка, ориентированная вдоль продольной оси плотины. 6 з.п,ф-лы, 4 ил,На чертеже изображено продалчение плотины из грунтовых мат(фиг.1), содержащей водоупорныйиз связного грунта 1, противоразэлемент, находящийся в исходномнии с прижатыми друг к другу плдиафрагмами 2, нижние ребра которнирно и герметично соединены мебой, а гибкие перепонки 3диафрагмами 2 сложены "гармошкоружным граням диафрагм 2 перимеи герметично прикреплена противрационная пленка 4, ориентировдоль продольной оси плотины.На фиг. 2 показано продольноеплотины на скальном основании с иразмъ 1 вным элементом, расположезоне растяжения 1 р гребня плотины,ериалов элемент мывной положеоскими ых шаржду сомежду и", Кнатрально офильт- ванная1792464 35 40 образования трещин в водоупорном элементе 1 обеспечивается практическим от 50 55 воразмывной элемент находится в рабочем состоянии, т,е. плоские диафрагмы 2 раскрыты и образуют Ч-образный желоб, внутренние грани которого соединены друг с другом гибкими перепонками, Высота диафрагм 2 выполнена равной Нру. К наружным граням диафрагм 2 периметрально и герметично прикреплена противофильтрационная пленка 4. На фиг. 3 показано поперечное сечение плотины, содержащей водоупорный элемент 1 в виде тела плотины, и противоразмывной элемент, включающий плоские диафрагмы 2, гибкие перепонки 3 и противофильтрационные пленки 4.На фиг. 4 показано поперечное сечение каменно-земляной плотины, содержащей водоупорный элемент 1 в виде ядра, и пративоразмывной элемент, включающий пл оские диафрагмы 2, гибкие.малопроницаемые, например перфорированные, пленки 3, выполненные разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа, Я противофильтрационную пленку 4,Плоские диафрагмы 2 могут быть выполнены из полимерных, прорезиненных и других материалов.Плотина работает следующим образом, В период эксплуатации на плотину действуют различные нагрузки и воздействия, в том числетакие, как собственный вес, давление воды верхнего бьефа, сейсмические воздействия и т.дкоторые приводят к неблагоприятному напряженно-деформированному состоянию плотины в пригребневой части, особенно в областях береговых примыканий и над резкими переломами основания, При этом плоские диафрагмы 2 противоразмывного элемента раскрываются, образуя Ч-образный желоб и тем самым погашая растягивающие напряжения в окружающем массиве грунта водоупорного элемента 1. Опережающее раскрытие диафрагмы 2 без сутствием какого-либо сопротивления этому в противоразрывном элементе, в то время, как связный грунт водоупорного элемента 1 обладает определенным сцеплением на разрыв. При раскрытии Ч-образного желоба распрямляются также гибкие перепонки 3, предварительно слдженные в исходном положении "гармошкой", которые соединяют внутренние грани диафрагм 2 и преграждают тем самым движение потока воды через Ч-образный желоб из верхнего бьефа в сторону нижнего бьефа. Таким образом предотвращается размыв грунта водоупорного элемента 1 потоком воды по сквозным поперечным трещинам, что повы 5 10 15 20 25 30 шает надежность работы сооружения. Кроме этого вода, находясь в плоскости Ч-образного желоба со стороны верхнего бьефа от перепонки 3, оказывает гидростатическое давление на диафрагмы 2, прижимая их к грунту водоупорного.элемента 1, Указанное снижает возможность появления сосредоточенных ходов фильтрации вдоль наружных граней диафрагм 2. Периметральное и герметичное прикрепление к последним противофильтрационных пленок 4, ориентированных вдоль продольной оси плотины, практически полностью исключает возможность указанной сосредоточенной фильтрации. повышая тем самым фильтрационную прочность грунта водоупорного элемента 1 в этой области.При выполнении гибких перепонок 3 малопроницаемыми (перфорированными) и разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа, величина гидростатического давления, действующего в Ч-образном желобе, распределяется на несколько гибких перепонок 3, повышая тем самым надежность их работы. Кроме этого, оказывает давление и на диафрагмы 2 почти по всей их длине, прижимая их к грунту водоупорного элемента 1, что повышает фильтрационную прочность последнего на контакте с наружными гранями диафрагм.При возведении плотины в скальном каньоне противоразмывной элемент выполняется на расстояниир по гребню плотины от борта каньона, равном 1 р = (О;30,6)., где- длина гребня плотины от оси каньона до его борта, а высоту плоских диафрагмы Нру принимают не менее величины Нпруастр, где Ьр - ожидаемая глубина поперечной трещины, равная О(1 - 31 п ф)в которойр,л, С, и о - соответственно плотность влажного грунта водоупорного элемента, его сцепление при сдвиге и угол внутреннего трения.Формула изобретения 1, Плотина из грунтовых материалов, содержащая водоупорный элемент из связного грунта, отл ича ющая ся тем,что,с целью повышения надежности работы плотины за счет йредотвращения размыва грунта водоупорного элемента потоком воды по сквозным поперечным трещинам, образующимся в пригребневой зоне водоупорного элемента плотины в результате ее неблагоприятного напряженно-деформированного состояния, сейсмических и других воздействий, водоупорный элемент снабжен противоразмывным элементом, состоящим изДвух плоских диафрагм, нижние ребра которых шарнирно и герметично соединены между собой и образуют Ч-образный желоб, внутренние гра ни диафрагмы соединен ы бдна с другой гибкими перепонками, а наружные грани прикреплены к грунту водоупорного элемента, при этом противоразмывной элемент расположен в пригребНевой зоне плотины вертикально поперек оси плотины в местах появления растягиващих напряжений. причем перепонки межу диафрагмами сложены "гармошкой" и бе диафрагмы противоразмывного элеента устройства прижаты одна к другой.2. Плотина по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я т м, что к наружным граням диафрагм прот воразмывного элемента периметрально и г рметично прикреплена противофильтраионная пленка, ориентированная вдоль родольной оси плотины.3. Плотина по пп,1 и 2, о т л и ч а юа я с я тем, что диафрагмы противоразывного элемента выполнены гибкими,4. Плотина по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я, с я тем, что.при ее расположении в скальном каньоне противораэмывной элемент выполнен в пределах участка зоны растяженияр, равного расстоянию по гребню плотины от борта каньона 1 Р = (0,30,6)., где Е- длина гребня плотины от оси каньона до 5 его борта.5, Плотина по и 4, отл и ч а ю ща я с ятем, что высота плоских диафрагм противоразмывного элемента Нру определена по формуле Н,руЬр, где йтр - ожидаемая 10 тлубина поперечной трещины, равнаярл (1 з и р) в которой рвл, Сс и р - соответственно плотность влажного грунта водоупорного элемента, его сцепление при сдвиге и угол внутреннего трения,6. Плотина по пп.4 и 5, отл и ч а ющ а я с я тем, что перепонки выполнены малопроницаемыми; например перфориро ванными.7, Плотина поп.6, отл ича ю щаяся тем, что перепонки выполнены разной высоты, убывающей в сторону нижнего бьефа.гСоставитель В.ВолкоТех ред М. Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5