Грунтовая плотина Советский патент 1983 года по МПК E02B7/06 

. Изобретение относится к гидротехническому строительству, и может быть применено при возведении плотин из грунтовых материалов. В результате воздействия подработки основания, на котором возводится плотина, в ней могут возникать деформации растяжения (удлинения), приводящие к возникновению растягивающих напряжений и обр азованию трещин, которые могут вызвать разрущение плотины. При этом растяжение может возникать как в продольном, так и в поперечном к оси плотины направлении. Известна плотина из грунтовых материалов, включающая тело из связных грунтов и поперечные щвы в пригребневой части из несвязных грунтов, выполненные в поперечном к оси плотины направлении и снабженные противофильтрационными элементами 1. Недостатком плотины является возможность образования трещин вдоль оси плотины. Наиболее близкой к изобретению является грунтовая плотина, включающая тело из связных грунтов, снабженное системой швов из несвязных грунтов, уложенных по типу обратного фильтра, противофильтрационное и дренажное устройство швов 2. Недостатком такой плотины является возможность образования трещин при значительных деформациях основания. Цель изобретения - повышение надежности работы плотины на сильно деформируемом основании. Поставленная цель достигается тем, что в грунтовой плотине швы выполнены наклонными, пересекающимися между собой и расчленяющими тело плотины на отдельные блоки, размеры которых уменьшаются в направлении от основания к гребню и от низового откоса к верховому. Кроме того, щвы снабжены антифрикционными прокладками, например, в виде двойной полиэтиленовой пленки с внутренней прослойкой из антифрикционного материала. На фиг. 1 изображен створ плотины, разрез; на фиг. 2 - плотина, поперечный разрез; на фиг. 3 - разрез по шву в поперечном к плотине направлению; на фиг. 4 и 5 - плотина с вариантами расположения щвов, поперечный профиль. Тело плотины наклонными к вертикали взаимно пересекающимися швами 1 расчленено на отдельные блоки в виде треугольных призм, одна из граней которых совпадает с контуром тела плотины на гребне или в ее основании. Угол / зависит от ряда факторов, таких как угол внутреннего трения (ч) материала плотины, технологии выполнения швов и т. д. и может быть принят равным, например, 90-- . Допустимое расстояние между швами на гребне определяется расчетом и в первом приближении не должно превосходить предельной глубины распространения вертикальной трещины в материале данной плотины и величины, равной двум высотам плотины. Если размеры блоков получаются больще допустимых, то выполняют систему встречных щвов 2, пересекающихся на откосах и гребне плотины, а также щвы 3, расчленяющие тело плотины на еще меньшие блоки. При этом выполнение швов 2 и 3 может производиться выборочно, например, в зоне наибольших деформаций тела плотины или в верховом клине плотины. Полости швов 1, 2 и 3 заполнены несвязным грунтом 4, например песком, и со стороны верхового откоса снабжены экраном 5 из малопроницаемого материала (глина, полимерные пленки и т. п.). Со стороны низового откоса в полости выполнен дренирующий слой 6, например, из гравия, подобранный по типу обратного фильтра. По подошве плотины под ее низовым клином уложен дренажный тюфяк 7. соединенный с дренажной призмой 8. При деформациях удлинения тела плотины швы несколько ослабляются, но в них не возникает щели, так как сыпучий песчаный материал не подвержен трещинообразованию, к тому же треугольные блоки плотины, опускаясь вниз, расклинивают тело плотины, исключая возникновение в нем растягивающих напряжений. Компактность же формы блоков устраняет деформацию их собственного изгиба и возникновение внутренних трещин, чем и сохраняется монолитность тела сооружения. Таким образом, тело плотины приобретает распорную (самоуплотняющуюся) структуру, которая может выдержать большие деформации горизонтальных удлинений. Материал тела плотины превращается из связного в квазисыпучий с размерами частиц, равными размерам отдельных блоков. При воздействиях от подработки, вызывающих деформации всестороннего растяжения, одновременно выполняются схемы разрезок (фиг. 1 и 2), разбивая тело плотины на блоки в виде тетраэдров и ромбоэдров. Устройство может быть применено также для защиты существующих плотин и подрабатываемых территорий. В этом случае щвы выполняют в виде наклонных рядов набивных песчаных свай. Крупность зерен материала набивки свай выбирают по принципу обратного фильтра, т. е. эту крупность повышают в направлении от верхового откоса плотины к низовому. Для защиты от возникновения трещин, возникающих на гребне и на участках примыкания -плотин к крутым склонам с изломами поверхности, используется зональная разрезка плотины на блоки, выполняемая лищь в пределах растянутой

зоны плотины (фиг. 4 и 5). При этом, если опасйость глубинного трещинообразования отсутствует, может отпасть необходимость в выполнении первичных шво& 1 и следует оставить лишь швы 2-го и 3-го порядка на небольших участках по длине гребня, примыкаюших к береговым склонам.

Толш.ина швов выбирается минимальной из технологических возможностей. С целью снижения трения в плоскости шва, в его середине уложена двойная, например, полиэтиленовая пленка с прослойкой графита или другого антифрикционного материала типа смазки.

Применение изобретения позволяет умень шить опасность трещинообразования возводимых и существующих грунтовых сооружений на сильно деформируемых основаниях, тем самым обеспечивая их надежную работу, снижениеутечек из водоемов и водотоков и предотвращение затопления подземных выработок.

1. ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА, включающая тело плотины из связных грунтов, снабженное системой швов из несвязных грунтов, уложенных- по типу обратного фильтра, противофильтрационное и дренажное устройства швов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы плотины на сильно деформируемом основаНИИ, швы выполнены наклонными пересекающимися между собой и расчленяющими тело плотины на отдельные блоки, размеры которых уменьшаются в направлении от основания к гребню и от низового откоса к верховому. 2. Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что с целью снижения трения и увеличения степени расклинивания блоков, щвы снабжены антифрикционными прокладками, i например, в виде двойной полиэтиленовой пленки с внутренней прослойкой, из анти(Л фрикционного материала.

Фиг. 5