Плотина из местных материалов Советский патент 1983 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к плотинам из местных материалов.

Известна плотина из местных материалов, защитное крепление которой со стороны нижнего бьефа выполнено с анкерными тягами, расположенными в теле плотины 1

Недостатком плотины является не вполне обеспеченная устойчивость крепления низового откоса.

Наиболее близким к изобретению является плотина из местных материалов, включающая арочную стенку с -разгрузочными отверстиями, расположенную с низовой стороны 2.

Однако известная плотина характеризуется недостаточной надежностью.

Цель изобретения - повыщение надежности плотины из местных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в плотине из местных материалов арочная стенка выполнена с вертикальными радиальными прорезями, в полости которых установлены домкраты.

Кроме того, арочная стенка может быть снабжена гибкими анкерными тягами, расположенными в теле низовой части плотины, а также балками, соединенными с гибкими анкерными тягами посредством компенсаторов.

Соосно с гибкими анкерными тягами могут быть расположены дренажные элементы.

На фиг. 1 изображена плотина из грунтовых материалов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (узел крепления балок и гибких тяг через разгрузочные отверстия посредством компенсаторов); на фиг. 4 - узел II на фиг. 2 (установка домкратов «в распор).

Плотина из грунтовых материалов включает экран 1, подэкрановую кладку 2 и арочную стенку 3 с разгрузочными отверстиями 4, размещенную с Низовой стороны плотины 5. Арочная стенка 3 снабжена вертикальными радиальньши прорезями 6, с наружной стороны - балками 7 и заанкерена с низовой стороны плотины 5 гибкими анкерными тягами 8, выполненными, например, в виде связанных между собой железобетонных плит, снабженными, в свою очередь, размещенными с ними соосно дренажными элементами 9, причем в прорезях 6 «в распор установлены домкраты 10, а балки 7 и гибкие анкерные тяги 8 связаны через разгрузочные отверстия 4 посредством компенсаторов 11.

Плотина из местных материалов работает следующим образом.

Давление воды верхнего бьефа передается на экран 1 и подэкрановую кладку 2, через них - на грунт тела плотины 5, определяя наряду с собственным весом его напряженно-деформированное состояние. Действующие на плотину 5 нагрузки, в частности

фильтрационные, вызывают в теле плотины 5 неоднородное напряженно-деформированное состояние. Применительно к плотине из грунтовых материалов с экраном наиболее опасными с точки зрения потери устойчивости оказываются зоны, примыкающие к низовому откосу плотины 5. Арочная стенка 3, размещенная с низовой стороны плотины, снимает часть нагрузки и передает ее на береговые склоны. Разгрузочные отверстия 4

0 предохраняют от передачи на арочную стенку гидростатического давления профильт-ровавщейся через экран 1 воды. Но помимо нагрузки от профильтровавшейся через экран 1 воды арочная стенка 3 испытывает на себе действие других нагрузок, в частности давление грунта. Эти нагрузки приводят к возникновению в арочной стенке 3 тангенциальных напряжений (напряжения сжимающие). С целью регулирования именно этих тангенциальных сжимающих напряжений

0 арочная стенка 3 снабжена вертикальными радиальными прорезями 6,в которых «в распор установлены домкраты 10, в данном случае, снижая давление в домкратах 10, увеличиваем податливость арочной стенки 3, этим самым уменьшаем действующее

5 на арочную стенку 3 давление грунта, т.е. облегчаем работу арочной стенки 3. и гибких анкерных тяг 8. Прорези 6 выполнены вертикальными радиальными, именно такое их выполнение позволяет регулировать тангенциальные напряжения, так как разные

0 по высоте участки арочной стенки 3 испытывают различные нагрузки, а поэтому домкраты 10 устанавливают «в распор на разной высоте от основания плотины, передавая усилия в тангенциальном направлении. Для того, чтобы собрать нагрузку с арочной стенки 3 и передать ее на гибкие анкерные тяги 8, арочная стенка 3 снабжена с наружной стороны балками 7; установка балок 7 с наружной стороны требует только несложного монтажного соединения с арочной стенкой 3, тогда как установка балок 7 с внутренней стороны хотя и возможна, но требует более сложного соединения с арочной стенкой 3 из расчета действия всей нагрузки. Арочная стенка 3 заанкерена с низовой стороны плотины 5 анкерными тягами 8. Каждый участок арочной стенки 3 связан с одним ярусом гибких анкерных тяг 8, за счет этого более равномерно нагружается как грунтовый массив, так и арочная стенка 3. Гибкие анкерные тяги 8 кроме того, снимают часть нагрузки с арочной стенки 3

0 и нагружают внутренние, менее напряженные зоны плотины 5. Анкерные тяги 8 выполнены гибкими, поскольку в разных точках по длине тяг 8 происходят различные перемещения грунта, и «жесткие тяги в данном случае испытывали бы значительные

нагрузки. Гибкие анкерные тяги 8 снабжены размещенными с ними соосно дренажными элементами 9. Такое конструктивное выполнение обеспечивает сохранность дренажа в целом при больших перемещениях грунта, в свою очередь, дренаж снимает давление воды, этим Обеспечивается совместная работа гибких тяг 8 с окружающим грунтом. Дренажные элементы 9 собирают воды, профильтровавшуюся в низовую призму плотины 5, и выводят ее за пределы плотины 5, этим самым снимаются фильтрационные нагрузки и взвешивающие силы. Балки 7 и гибкие анкерные тяги 8 связаны через разгрузочные отверстия 4, потому что дренажные элементы 9, размещенные соосно с гибкими анкерными тягами 8, имеют при таком конструктивном выполнении выход за пределы плотины 5- и, следовательно, нет необходимости делать дополнительные отверстия. Балки 7 и гибкие анкерные тяги 8 связаны посредством компенсаторов 11, потому что такая связь обеспечивает равномерность арочной стеики 3, перераспределяя нагрузку, которая, вследствие неоднородности и неизотропности грунта низовой призмы, неравномерно распределена по поверхности балки 7, что может привести к перегрузке отдельных ее участков. Кроме того, суммарный эффект от применения арочной стенки 3 и гибких анкерных тяг 8 не равен сумме эффектов от их раздельного применения. Арочная стенка 3 передает на грунт

низовой призмы реактивную нагрузку, а это меняет характер напряженно-деформированного состояния упорной призмы и входящих в нее гибких анкерных тяг 8. В пространстве, заключенном между экраном 1 и арочной стенкой 3, грунт упорной призмы, усиленный гибкими анкерными тягами 8, работае как бы в «обойме. Благодаря этому увеличивается всестороннее обжатие гибких анкерных тяг 8, и они более эффективно армируют грунт. В свою очередь, гибкие анкерные тяги 8 не только разгружают арочную стенку 3,но и меняют характер ее напряженного состояния: практически устраняются наиболее опасные растягивающие напряжения. В результате этого повышается надежность работы всех элемеитов предлагаемой конструкции, и, следовательно, повышается надежность работы плотины в целом.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения определяется тем, что здесь открывается возможность более полного использования несущей способности всех зон тела плотины. За счет этого может быть повышена как надежность, так и экономичность сооружения путем уменьшения объема его низовой призмы.

I. ПЛОТИНА ИЗ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая арочную стенку с разгрузочными отверстиями, расположенную с .низовой стороны плотины, отличающаяся тем, что, с целью пов.ышения надежности плотины, арочная стенка выполнена с вертикальными радиальными прорезями, в полости которых установлены домкраты. 2.Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что арочная стенка снабжена гибкими анкерными тягами, расположенными в теле низовой части плотины. 3.Плотина по п. 2, отличающаяся тем, что арочная стенка с наружной стороны снабжена балками, соединенными с гибкими анкерными тягами посредством компенi саторов. 4.Плотина по п. 2, отличающаяся тем, (О что она снабжена дренажными элементами, расположенными соосно с гибкими анкерными тягами. 1С О) 00 // S$$0 $ ff SS i ; Фиг. f

фаг. 2