Способ возведения грунтового сооружения из местных материалов Советский патент 1990 года по МПК E02B7/06 

5 3 Р

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - упрощение технологии, повышение надежности и сокращение объемов работ путем создания гидродинамически устойчивого откоса переработкой волнами первоначально выполненного профиля. Способ возведения грунтового сооружения из местных материалов включает укладку насыпью или намывом грунта в тело сооружения 1, отсыпку крепления из гравийно-галечникового материала на верховом откосе 2 с формированием изломанной линии откоса. Укладку тела сооружения выполняют с ломаным верховым откосом с точкой излома А в месте максимально возможной величины деформации откоса волнами. Отсыпку крепления на верховом откосе производят гравийно-галечниковым грунтом, формируя его верхнюю линию с однородным заложением. Глубину расположения точки излома, коэффициенты заложения верхней и нижней частей верхового откоса 2 тела сооружения, коэффициент заложения начального профиля верхового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, и толщину слоя отсыпаемого крепления в точке излома определяют по зависимостям. 2 ил.

ФигЛ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам возведения намывом или насыпью грунтовых сооружений из песка или из связных грунтов с защитой верхового откоса местным гравийно-галечниковым материалом.

Цель изобретения - упрощение технологии, повышение надежности и сокращение объемов работ путем создания гидpoдинaJ мически устойчивого откоса переработкой волнами первоначально выполненного про-

филя.

На фиг. 1 схематически изображено возводимое грунтовое сооружение; на фиг. 2 - график функции Cm, отражающий сопротивление материала крепления и.з гра- вийно-галечникового грунта размыву волнами.

При осуществлении способа в начале производят укладку тела сооружения с ломаным верховым откосом с точкой излома в месте максимально возможной деформации откоса волнами, находящейся на глубине от уреза воды, определяемой зависимостью

d,,()

рде Q - удельный объем воды, обрущиваю- щейся на откос волны, расчетной обеспеченности, определяемый по формуле

(2) 30

где /г, X - соответственно высота и длина волны расчетной обеспеченности, м;

юа(,,о)ь„- гидравлическая крупность частиц, содержащихся в наибольщем количестве (dgf), и частиц наиболь- щей крупности (dei,), содержащихся не менее 5-10%, м/с,

причем коэффициенты заложения нижней и

верхней частей ломаного откоса определяют

соответственно зависимостями

т

т

, CWc31 } L l 3

Hc-a-hp

а m р т .

(3)

(4)

a + h,

е Не - высота грунтового сооружения, м; а - превыщение гребня сооружения над наивысщей точкой наката волны, м;

45

hn

величина деформации волнами по высоте грунтового откоса, защищенного гравийно-галечниковым 50 грунтом, определяемая по формуле,

м

., П

/1 0,53

О).

М

(5)

5Ь

е т - коэффициент заложения начально- 55 го профиля верхового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, определяемый по зависимости

,0125

bmt

(6)

/ 2 с ;

с° функция, определяемая по графику (фиг. 2) и отражающая сопротивление материала крепления из гравий- но-галечникового грунта размыву волнами;

ffi - коэффициент заложения откоса, деформированного волнами в гидродинамически устойчивый, на участке Ар обрущения, наката и ската воды обрущающихся волн, определяемый по зависимости

Пз

0,95.g .)SS.

(7)

20

25

30

35

40

45

50

55 где cocfte - гидравлическая крупность частиц (еба) средневзвещенного диаметра, м/с;

/( /(з,- Кр - коэффициенты щероховатости и водопроницаемости откоса в зоне

заплеска и ската волны, принимаемый по действующим нормативным документам, b - щирина сооружения, м, а отсыпку крепления на верховом откосе производят гравийно-галечниковым грунтом, формируя его верхнюю линию с однородным заложением, при этом толщину слоя крепления задают толщиной его в точке излома верхового откоса тела сооружения, определяемой зависимостью

,533 l 41-S )cosa,(8)

рде с - недеформируемая волнами часть толщины отсыпаемого слоя гравий- но-галечникового грунта, принимаемая равной (0,5-1,0)/г; а - угол наклона нестабилизировавще- гося откоса, образованного гравийно-галечниковым грунтом с коэффициентом заложения т. Грунтовое сооружение, возводимое по предлагаемому способу, включает тело сооружения 1 с ломаным верховым откосом 2 с точкой излома А в месте максимально возможной величины деформации откоса волнами, слой крепления 3 из гравийно-галеч- никового грунта с начальным профилем 4, имеющим, однородный откос т, и конечным профилем 5, образованным после переработки материала защиты волнами.

Пример. Тело грунтового сооружения 1 возводят путем укладки (намывом, насыпью) местного несвязаного (песка) или связа- ного (супеси, суглинка, глины) грунта с ломаным верховым откосом 2 с точкой излома А в месте максимально возможной деформации откоса волнами, находящейся на глубине dp3 с коэффициентом заложения откоса, определяемыми по зависимостям (1), (3), (4). Затем на верховой откос 2 тела сооружения 1 укладывают слой крепления 3

15

из гравийно-галечникового грунта с наибольшим сосредоточением объема гравия-галечника на участке максимальной интенсивности воздействия волн с глубиной воды dp3 от уреза воды, толщиной слоя а и коэффициентом заложения m начального профиля 4. После наполнения водохранилища верховой откос с защитой из гравийно-галечникового грунта формируется в гидродинамически устойчивый и приобретает профиль 5.

Зависимости (6) и (8) для определе- 10 НИИ коэффициента заложения т начального профиля верхового откоса, защищаемого гра- вийно-галечниковым грунтом, и толщины слоя о защиты в точке излома верхового откоса позволяют определить минимальный объем защиты из гравийно-галечникового грунта, необходимый и достаточный для формирования волнами гидродинамически устойчивого гравийно-галечникового откоса.

Формула изобретения

Способ возведения грунтового сооружения из местных материалов, включающий укладку насыпью или намывом грунта в тело сооружения, отсыпку крепления из гравийно- галечиикового материала на верховом откосе с формированием изломанной линии откоса, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, повыщения надежности и сокращения объемов работ путем создания гидро- зо динамически устойчивого откоса переработкой волнами первоначально выполненного профиля, укладку тела сооружения выполняют с ломаным верховым откосом с точкой излома в месте максимально возможной величины деформации откоса волнами, находя- 35 щейся на глубине dps от уреза воды, определяемой зависимостью

Q0,55 , ирз-...

а,ь

m+hp- Шз

а -

hoa+hp

где/4- высота грунтбвого сооружения, м; превыщение гребня сооружения над наивысщей точкой наката волны, м; величина деформации волнами по высоте грунтового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, определяемая по формуле

. ,, м,

-f

ffi - коэффициент заложения начального профиля верхового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, определяемый по зависимости:

0,0125i c™.

т

Си.

20

25

где If- ускорение силы тяжести, Cm - функция, определяемая по графику (фиг. 2) и отражающая сопротивление материала крепления из гравийно-галечникового грунта размыву волнами;

тз - коэффициент заложения откоса, деформированного волнами в гидродинамически устойчивый, на участке Ар обрущения, наката и ската воды обрущивающихся волн, определяемый по зависимости

т 3

0,95g Q X°(o.. - cOj -гидравлическая крупность частиц (dt) средневзвещенного диаметра, м/с; b - ширина сооружения, м;

.- Кр - коэффициенты шероховатости и водопроницаемости откоса в зоне заплеска и ската волны, принимаемый по действующим норматив ным документам;

а отсыпку крепления на верховом откосе

рде Q - удельный объем воды, обрушиваю- 40 производят гравийно-галечниковым грунтом.

формируя его верхнюю линию с однородным заложением, при это толщину слоя крепления задают толщиной в точке излома верхового откоса тела сооружения, определяемой по зависимости

щеися на откос волны, расчетной обеспеченности, определяемый по формуле:

().

м

где /I, Я, - соответственно высота и длина волны расчетной обеспеченности, м;

О) (О i,- гидравлическая крупность частиц, содержащихся в иаибольщем количестве Wj,), и частиц наиболь- щей крупности (i), содержащихся не менее о-10%, м/с,

причем коэффициенты заложения нижней

т и верхней т частей ломаного откоса

определяют по зависимостям

ж () Не-а,-hp

5

m+hp- Шз

а -

hoa+hp

где/4- высота грунтбвого сооружения, м; превыщение гребня сооружения над наивысщей точкой наката волны, м; величина деформации волнами по высоте грунтового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, определяемая по формуле

. ,, м,

-f

ffi - коэффициент заложения начального профиля верхового откоса, защищенного гравийно-галечниковым грунтом, определяемый по зависимости:

0,0125i c™.

т

Си.

0

зо 35

0

25

где If- ускорение силы тяжести, Cm - функция, определяемая по графику (фиг. 2) и отражающая сопротивление материала крепления из гравийно-галечникового грунта размыву волнами;

тз - коэффициент заложения откоса, деформированного волнами в гидродинамически устойчивый, на участке Ар обрущения, наката и ската воды обрущивающихся волн, определяемый по зависимости

т 3

0,95g Q X°(o.. - cOj -гидравлическая крупность частиц (dt) средневзвещенного диаметра, м/с; b - ширина сооружения, м;

.- Кр - коэффициенты шероховатости и водопроницаемости откоса в зоне заплеска и ската волны, принимаемый по действующим нормативным документам;

а отсыпку крепления на верховом откосе

производят гравийно-галечниковым грунтом.

40 производят гравийно-галечниковым грунтом.

45

формируя его верхнюю линию с однородным заложением, при это толщину слоя крепления задают толщиной в точке излома верхового откоса тела сооружения, определяемой по зависимости

,( 1 3) и),

50 где С - недеформируемая волнами часть толщины отсыпаемого слоя гравийно-галечникового грунта, принимаемая равной (0,5-О,l)/i;

а - угол наклона нестабилизировавшегося откоса, образованного гравийно-галечниковым грунтом с коэффициентом заложения ш.

с/,5

сриг.2