Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины Советский патент 1987 года по МПК E02B7/06 E02B3/16 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к строительству каменно-земляных плотин, и может быть применено при сооружении энергетических, ирригационных и водохозяйственных гидроузлов, а также ограждающих дамб, объектов промышленной гидротехники: хвосто- хранилищ, шламонакопителей и накопителей промстоков, в которых одним из главных конструктивных элементов является противофильтрационное устройство.

Цель изобретения - повышение надежности работы противофильтрацион- ного устройства за счет снижения зна чений выходных градиентов напора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, поперечное сечение; на фиг. 2 и 3 - варианты противофильт- рационного устройства, когда поперечный профиль зуба выполнен треугольной формы.

Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины, расположенное на непроницаемом основании 1, включает водоупорный элемент 2 из связного грунта, зуб 3, расположенный в концевой части подошвы водоупорного элемента 2 и выполненный из материала с проницаемйстью, равной проницаемости грунта водоупорного элемента 2. Устройство включает также фильтр 4, расположенный на низовой грани водоупорног о элемента 2 и заглубленный в основание 1 ниже зуба 3 вдоль всей его низовой грани. Грани зуба 3 , низовая и примыкающая к ней со стороны непроницаемого основания 1, образуют между собой острый угол б. Поперечный профиль зуба 3 может быть также выполнен треугольной формы.

Непроницаемым основанием 1 проти- вофильтрационного устройства каменно-земляной плотины считается основание, отношение коэффициента фильтрации которого К и к коэффициенту фильтрации грунта водоупорного элемента 2 К- составляет не более

Oj02 (,02). Основание 1 может

Kg

быть непроницаемым как в результате природного генезиса, так и в результате инженерного воздействия на него например укрепительной цементации, покрытия поверхности основания битум

5

0

0

ными или полимерными материалами и т.п.

Устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации противо- фильтрационного устройства им воспринимается весь напор, действующий на плотину, в результате чего жидкость фильтруется через водоупорный элемент 2, который в целях снижения расхода и скоростей фильтрационного потока выполняют из связного грунта, и зуб 3, выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости грунта водоупорного элемента 2 в целях сохранения однородности движения фильтрационного потока. Профильтровавшаяся через водоупорный элемент 2 и зуб 3 жидкость выклинивается на низовых гранях водоупорного элемента 2 и зуба 3 и попадает в фильтр 4. Последний защищает материал водоупорного элемента и зуба 3 от 5 фильтрационных деформаций и подводит профильтровавшуюся жидкость к сбросному коллектору (не показан).

Заглубление фильтра 4 ниже зуба 3 по всей его низовой грани ориентирует направление фильтрационного потока в зубе 3 в сторону низовой грани, при этом острый угол в между гранями зуба 3, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого основ.ания 1, снижает значение выходных градиентов напора (I ) в противофильтра- ционном устройстве по высоте высачивания. Соблюдение условия .

б arc Cos

к. вых

обеспечивает равенство выходного контактного градиента напора по непроницаемому основанию (,) его максимально допустимому значению по условиям фильтрационной прочности 5 материала угол между низовой гранью зуба 3 и горизонтальной плоскостью со стороны фильтра 4. Переориентация направления фильтрационного потока в сторону низовой грани зуба 3 обеспечивает снижение значений угла /3 между линиями тока и низовой гранью водоупорного элемента 2 и зуба 3, а следовательно, и снижение значений выходных градиентов напора (I } по высоте высачивания.

Формула изобретения

1. Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины, рас- .

5

0

0

5

положенное на непроницаемом основа- НИИ, включающее водоупорный элемент из связного грунта с фильтром на низовой грани и зуб, расположенный в концевой части подошвы водоупорного элемента, выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения надежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора, грани зуба, низовая и примыкающая к ней со стороны непро ницаемого основания, образуют между собой острый угол, а фильтр заглублен в основание ниже зуба по всей его низовой грани.

2. Устройство по П.1, отли-j чающееся тем, что поперечный профиль зуба выполнен треугольной формы.

3. Устройство по ПП.1 и 2, отличающееся тем, что острый угол между гранями зуба, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого основания, определяется зависимостью

arc

cos

sinol

т ACft

к. вык

- угол между гранями зуба, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого основания;

угол меязду низовой гранью зуба и горизонтальной плоскостью со стороны фильтра; - допустимый по условиям фильтрационной прочности материала зуба выходной градиент напора вдоль контакта граней . зуба с непроницаемым основанием.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повьшение надежности работы противофильтрационного устройства (ПУ) за счет снижения значений выходных градиентов напора. Расположенное на непроницаемом основании 1 ПУ содержит водоупорный элемент (ВЭ) 2, выполненный из связного грунта, и расположенный в концевой части подошвы ВЭ зуб 3. Грани зуба 3 - низовая и примыкающая к ней со стороны основания 1 - образуют острьш угол 0 , расположенный на низовых гранях ВЭ и зуба. Фильтр 4 заглублен в основание 1 ниже зуба по всей его низовой грани. Жидкость фильтруется через ВЭ и зуб 3, попадает в фильтр 4 и отводится за пределы ПУ. Заглубление фильтра 4 в основание 1 ниже зуба 3 по всей его низовой грани ориентирует направление фильтрационного потока в зубе 3 в сторону низовой грани, и при остром угле 9 обеспечивается снижение значений выходных градиентов напора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с Ё Фиг.{

////TV/////////// /////// /

фиг. 2

(риг. З