Способ защиты откосов земляного сооружения от воздействия волновых процессов Советский патент 1991 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к строительству и может найти применение при устройстве земляных сооружений на обводненных и подтопляемых территориях, характеризующихся наличием волновых процессов.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты откосов земляных сооружений и упрощение работ.

На фиг. 1 изображено выполнение V-образной полости с водоторфяной ванной; на фиг. 2 - выполнение кромки второго слоя с ее выводом на поверхность зеркала воды и крепление к плавучим элементам; на фиг. 3 - график определения расстояния (ширины торфяной ванны) из условия гашения энер-,

гии волн; на фиг. 4 - плановое положение всех конструктивных элементов

Способ реализуется следующим образом.

После устройства земляного сооружения 1 и укладки основных коммуникаций автодороги 2 и трубопроводов 3 в тело земляного сооружения 1 на берму 4 и откосы 5 расстилают гибкий материал 6 с перекрытием дна или грунтов основания 7. При этом гибкий материал 6 закрепляют у подошвы 8 сооружения 1, например пригрузкой минеральным грунтом 9, после чего край 10 второго слоя 11 выводят на поверхность зеркала воды 12 и соединяют с плавучими элементами 13, устанавливаемыми по длине

ON 00

N

О

со

сооружения 1.Край 10 возвышают над уровнем поверхностных вод (УПВ) зеркала воды на величину превышения S для исключения перебросов воды из водоема 14 при волновом воздействии. Созданную двумя слоями гибкого материала V-образную полость 15 заполняют местным грунтом-торфом. Ширину V-образной полости назначают такой, чтобы энергия волн с амплитудой Амакс - h гасилась водоторфяной ванной под воздействием ее демпфирующих свойств до нуля или до допустимых пределов. В процессе эксплуатации сооружения 1 с коммуникациями 2 благодаря созданной V-образной полости 15 энергия волн будет гаситься водоторфяной ванной, которая будет представлять собой взвешенную в воде торфяную пульпу в виде хаотично расположенных органических волокон. Эта пульпа обладает хорошими демпфирующими свойствами за счет большой инерционности взвешенного в воде торфа. В результате этого откосы 5 сооружения 1 будут предохранены от размыва и разрушения, что обеспечит высокую надежность эксплуатации автодороги 2 и трубопроводов 3. При этом водонефтяная ванна будет обладать и другими полезными свойствами. Например, при возможных повреждениях трубопроводов 3 нефтепродукты не попадут в водоем 14 или грунты основания 7 за счет устройства V-образной полости, что повысит надежность природоохранных мероприятий.

Пример. При переходе земляного сооружения 1 с проложенным в нем автодо- оогой 2 и тоубопроводами 3 через водоем 14 глубиной 1,5м, характеризующегося волно вы- ми процессами под действием ветра, необходимо выполнись V-образную полость для исключения разрушений откосной части. При этом ширина L определяется из условия исключения воздействия волновых процессов на откосы сооружения по формуле описывающей затухающие колебания

h ho

2AJL е 20vH

0)

где h0 - максимальная высота волны, м, вызываемая ветром, численно равна максимальной амплитуде Амакс волн;

б - коэффициент затухания, определяемый по натурным замерам и от консистенции (процентного отношения воды и торфа торфяной ванны), ориентировочно может быть принят для торфяной ванны 0,3-0,51 1/с;

L- ширина водоторфяной ванны, м;

V - средняя скорость распространения волны в водоторфяной ванне, определяется

.. VH + VK как Vcp -S обычно принимают

VH VK 0, поэтому Vcp -уПри скорости распространения волн 0,3

м/с, высоте h 0,5 м и коэффициенте затухания д 0,3 1/с, характеризующих демпфирующие свойства водоторфяной ванны, определяем вероятностную высоту

0 волн h у откосов земляного сооружения. При ширине водоторфяной ванны 0,5 м, 1 м, 1,5 м„ 2 м, 3 м.

-2 0,3-0,5

ho,5 0,5 е 2 0,18м

4-2 0,3 1

hi 0,5 е оз 0,067 м

-2 0.3-1,5

hi.5 0.5 е о.з 0,025м

-2 0.3 2

h2 0,5 е о.з 0,009 м

0-2 о,з 2

пз 0,5 е оз 0 Устройство водоторфяной ванны шириной 3 м позволяет снизить амплитуду волн почти в 200-300 раз. Так как энергия волн

5 численно равна их высоте (амплитуде) в квадрате (). то практически при ширине водоторфяной ванны L 3 м она будет полностью гасить энергию волновых процессов за счет демпфирующих свойств водоторфяQ ной пульпы л тем самым предохранять откосы земляных сооружений от разрушений. Водоторфяная ванна будет аккумулировать холод в зимний период гораздо интенсивнее, что вызовет более позднее ее оттаива5 ние в теплый период года. Это позволит исключить механические воздействия льда на земляное сооружение при ледоходе.

Устройство сплошного плавучего элемента 13 вместо одиночных, например, плаQ стмассовых труб позволит применять его как волнолом для первичного гашения энергии волн, это уменьшит ширину водоторфяной ванны до минимальных размеров. Для приведенного варианта использования

5 предлагаемого способа потребуется около 600-1000 мг торфа (пои консистенции пульпы 1:6-1:15) и 6500м2 гибкого материала 6 в расчете на 1 км трассы. При этом плавучие элементы 13 могут закрепляться анкерными

0 устройствами, внедренными в грунт основания 7 или жесткими элементами, соединяемыми плавучими элементами 13 с земляным сооружением 1 (не показаны). В качестве гибкого материала могут быть использова5 ны геотекстильные материалы различного типа: дорнит, терфил, циновка вид I,II,III и| т.д. Торфяной грунт для создания водоторфяной ванны можно брать непосредственно со дна водоема 14 с применением землеройной техники.

Формула изобретения 1. Способ защиты откосов земляного сооружения от воздействия волновых процессов, включающий укладку полотен из гибкого материала на откосы земляного сооружения и грунтовое основание в два слоя, заполнение полости между слоями грунтом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты откосов земляных сооружений и упрощения работ, полотно первого снизу слоя после перекрытия откосов и грунтового основания закрепляют у подошвы насыпи, а затем выводят кромки полотна второго слоя на поверх0

ность зеркала воды с образованием V-об- разной полости, причем кромки полотна второго слоя соединяют с плавучими элементами, а полость заполняют торфом с образованием водоторфяной ванны, при этом плавучие элементы размещают на конце ванны, более удаленном от откосов сооружения.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что кромку полотна второго слоя, размещаемую на поверхности водоема и соединяемую с плавучими элементами, устанавливают выше уровня зеркала воды.

Изобретение относится к строительству и может найти применение при устройстве земляных сооружений на обводненных и подготовляемых территориях, характеризующихся наличием волновых процессов. Цель изобретения - повышение эффективности защиты откосов земляных сооружений и упрощение работ. Способ предусматривает образование на откосах насыпи V-образной полости в два слоя, которую заполняют местным грунтом (торфом) с образованием водоторфяной ванны. Кромку полотна первого слоя закрепляют у подошвы насыпи, а кромку полотна второго слоя соединяют с плавучими элементами. Плавучие элементы размещают на расстояниях, определяемых из условия снижения волновых воздействий до допустимых пределов. При этом в процессе эксплуатации V-образ- ную полость с водоторфяной ванной используют для исключения возможности попадания вредных веществ, нефтепродуктов с земляного сооружения в водоем. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

/ /«

г/г ЛУУЛУ .

: .

f/7

SSS

/// ///

777

М 12 I I

Г jpt-T-.

/Т /М V ///

1

7 7 О/I

8 7 9

Фиг.1

улв

Фиг. г

Pt/eJ