Противофильтрационное устройство грунтовой плотины Советский патент 1989 года по МПК E02B3/16 E02B7/06 

V

/ - {рцг.2,

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к строительству плотин из грунтовых мтериалов , и может быть применено пр сооружении энергетических, ирригационных и водохозяйственных гидроузлов, а также объектов промьшшенно гидротехники: хвостохранилищ и накопителей отходов промышленных производств .

Цель изобретения - пов1,шение дажности работы противофильтрацион- ного устройства за счет снижения знчений выходных градиентов напора.

На фиг.1 изображено противофильт рационное устройство групповой плотины с непроницаемой диафрагмой выполненной криволинейной, поперечное сечение; на фиг.2 - то же, при прямолинейной непроницаемой диаф- рагме; на фиг.З - то же, при шарнирном соединении непроницаемой диАф- рагмы с основанием.

ГГротивофильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенной на непроницаемом основании 1, включает водоупорньй элемент 2 из грунтового материала с фильтром 3 на низовой грани и непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с непроницаемым основанием 1 в месте контакта фидьтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2 и образующей с последней угол 0 , равный , где о угол между низовой гранью водоупорного элемента 2 и горизонталью со Стороны верхнего бьефа.

Непроницаемая диафрагма 4 может быть выполнена прямолинейной (фиг.2 а также Может быть соединена шарниром с непроницаёмьп основани ем I в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2 (фиг.З).

Непроницаемая диафрагма 4 может быть выполнена из бетона, железобетона, асфальтобетона, металлическог листа, полимерных ил.и других материалов.

Непроницаемым основанием 1 (диафрагмой 4) противофильтрационного устройства грунтовой плотины считается основание (диафрагма), отношение коэффициента фильтрации которого К (g) к коэффициенту фильтрации грунта водоупорного элемента 2 Ко

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

составляет не более 0,02( о,02) .

Кд|

Основание может быть непроницаемым как в результате природного генезиса, так и в результате инженерного воздействия на него, например устройство бетонной плиты, укрепительной цементации и т.д.

Протнвофильтрационное устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации противофильтрационного устройства им воспринимается почти весь напор, действующий на плотину, в результате чего жидкость фильтрует через водоупор- ньй элемент 2 из грунтового материала. Для увеличения фильтрационной прочности грунта водоупорного эле- мента 2 по его низовой грани устраивают фильтр 3. Снабжение водоупорного элемента 2 непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с непроницаемьм основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2 и образующей с последней угол 0 , , равный 90° i 9 об 5 где 0 - угол между низовой гранью и горизонталью со стороны верхнего бьефа, снижает значение выходных градиентов напора по низовой грани.

Угол 0 определяют по формуле

г sinoi

У arccos .; к.вьгх

где 9 - угол между низовой гранью

водоупорного элемента и непроницаемой диафрагмой;

,-ч°

I - допустимый, по условиям

л ,0Ь1Х

фильтрационной прочности грунта водоупорного элемента, выходной градиент напора по контакту водоупорного элемента с непроницаемой диафрагмой.

Фильтрационный поток, фильтруясь через водоупорный элемент 2, обтекает непроницаемую диафрагму 4 и, высачиваясь через низовую грань, попадает в фильтр 3. При этом переориентации направления, фильтрационного потока вдоль непроницаемой диафрагмы 4 в низовой части водоупорного, элемента 2 обеспечивает снижение значений выходных градиентов напора (Igyx за счет более вертикального направления фильтрационного потока в области низовой грани водоупорного элемента 2; значительное снижение значения,,

контактного выходного градиента напора (,) за счет, создания угла 0 между непроницаемой диафрагмой 4 и низовой гранью водоупорного элеменI

к. БЫК COS&

I (баз)

K.BWX

так как угол0 & /; более

та 2, т.е.

sin

coso6

равномерное поступление фильтрационного расхода по высоте фильтра 3 и относительное выравнивание выходных градиентов напора за счет более рассредоточенного 1 равномерного движения фильтрационного потока при выса- чивании воды на низовую грань водоупорного элемента 2; снижение значений средних градиентов напора в теле водоупорного элемента 2 за счет удлинения длины линий токов в результате обтекания или непроницаемой диафрагмы 4.

Формула изобретения

. Противофильтрационное устрайст- во грунтовой плотины, расположенное на непроницаемом основании, включающее водоупорный элемент из грунтового материала с фильтром на низовой грани, отличающее ся тем, что, с целью повьшения надежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора, водоупорный элемент снабжен непроницае- мой диафрагмой, соединенной с непроницаемым основанием в ме сте контакта фильтра и низовой грани водоупорного элемента и образующей с последней острый угол 9 , меньший oi , где об - угол между низовой гранью водоупорного элемента и горизонталью со стороны верхнего бьефа.

2. Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что непроницаемая диафрагма вьшолнена прямолинейной в поперечном сечении. 3. Устройство по П.1 и 2, о т - личающееся тем, что непроницаемая диафрагма выполнена гибкой.

4.Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что непроницаемая диафрагма шарнирно соединена с непроницаемым основанием в месте контакта фильтра и низовой грани водоупорного элемента.

5,Устройство по пп.1-4, о т л и - чающееся тем, что острый

угол б , меньший угла об , удовлетворяет условию

0

де 0 oi Aon

sinoi arccos -догг

к. BblX

угол между низовой гранью водоупорного элемента и непроницаемой диафрагмой; угол между низовой гранью водоупорного элемента и горизонталью со стороны верхнего бьефа;

I - допустимый по условиям фильт1Г.ВЫХ

рационной прочности грунта водоупорного элемента выходной градиент напора по контакту водоупорного элемента с непроницаемой диафрагмой.

SL

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора. Противофильтрационное устройство грунтовой плотины, расположенной на непроницаемом основании, состоит из водоупорного элемента 2 и примыкающего к его низовой грани фильтра 3. Водоупорный элемент 2 снабжен непроницаемой диафрагмой 4, соединенной с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани элемента 2 и образующей с последней угол Θ, равный 90°*22O*98A, где α-угол между низовой гранью водоупорного элемента 2 и горизонталью со стороны верхнего бьефа. Диафрагма 4 может быть выполнена прямолинейной или гибкой. Диафрагма 4 может быть шарнирно соединена с основанием 1 в месте контакта фильтра 3 и низовой грани водоупорного элемента 2. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

/////////////// /// /9 /////////

фиг. i

л /77/Y/

/y //y/7/

фиг.З

/ /// //7