Плотина Советский патент 1991 года по МПК E02B7/10 E02B7/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к строительству плотин преимущественно в сейсмических районах.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости плотины путем задания процесса ее разрушения.

На фиг.1 изображена плотина, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - плотина с многослойным проти- вофильтрационным элементом, поперечный разрез.

Плотина содержит верховую 1 и низовую 2 бетонные боковые призмы (фиг.1), продольную грунтовую призму 3 из однородной каменной наброски с порами, заполненными тиксотропным раствором, например глиной.

Бетонные призмы 1 и 2, например, из укатанного бетона содержат ослабленные

сечения 4, выполненные в поперечном и продольном направлениях и формирующие блоки с перевязкой швов. Ослабление сечения 4 выполняют, например, путем закладки в бетон листов картона по всему сечению или его части.

При отсутствии сейсмических воздействий плотина работает обычным образом: продельная грунтовая призма 3 выполняет функцию противофильтрационного элемента, компенсируя относительно высокую проницаемость укатанного бетона бетонных призм 1 и 2.

Во время землетрясения бетонные призмы 1 и 2 разрушаются по ослабленным сечениям 4 на отдельные блоки, не образующие сплошного фильтрационного хода. В процессе разрушения бетонные призмы превращаются в наброску, сложенную из

бетонных блоков с хорошим взаимным зацеплением,

Продольная грунтовая призма 3, сложенная из однородной каменной наброски и представляющая насыпь с предельно высокой пористостью, будет кратковременно разжижена вследствие потери взаимного зацепления камней и разжижения связного грунта - заполнителя пор, но после прекращения землетрясения ее свойства будут восстановлены, так как первоначальная ее пористость была предельно высокой. При неблагоприятном развитии событий тиксот- ропный раствор может быть вымыт фильтрационным потоком через трещины в низовой бетонной призме 2, что, однако, не приведет к разрушению плотины, так как она только теряет эксплуатационные качества - высокую водонепроницаемость. Водонепроницаемость плотины может быть восстановлена, например, путем глинизации каменной наброски и цементизации фильтрационных ходов между бетонными блоками. При благоприятном развитии событий разжиженный тиксотропный раствор не будет вымыт из призмы 3, в этом случае плотина сохраняет свои эксплуатационные качества.

Во время землетрясения не происходит ухудшения качества каменной наброски фунтовой призмы вследствие первона- Чально назначенной предельно высокой ее пористости. При вибрации происходит перепаковка камней в разжиженном грунтовом растворе без изменения пористости при переходе из одного состояния в другое.

В случае образования в скальном осно- аании разлома, направленного поперек плотины и являющегося фильтрационным хЪдом (фиг.2) или в продольном направлении, происходит заполнение его каменной наброской грунтовой призмы 3, в этом случае необходимо предусмотреть запас по высоте плотины.

На фиг.З представлена плотина, в которой противофильтрационный элемент 3 из

однородной каменной наброски по направлению течения воды разделен на несколько

функциональных зон 5,бN. Зона 5 имеет в

качестве заполнителя пор глинистый раствор,

зона б - песок, зона 7 - гравийно-песчаный грунт и далее по нарастанию размера частиц

заполнителя. Зоны 6,7N также могут быть

законструированы как обратный фильтр из сортированного несвязного грунта.

Зона 5 является противофильтрацион- ным элементом, а зоны 6,7N - переходными слоями. За время землетрясения зона 5, являясь однородной каменной наброской с предельно высокой пористостью с заполценными глинистым грунтом порами,не теряет своих эксплуатационных качеств: изменения пористости материала не происходит. Мало изменяются свойства зоны б, где заполнителем является песок. В зонах

7,8N значение пористости изменяется.

Выноса несвязанного грунта N-й зоны через трещины, образовавшиеся в низовой бетонной призме 2, не происходит, так как размер камня наброски подбирается с учетом размеров расчетной трещины в бетонной призме 2.

В сравнении с однослойным противо- фильтрационным элементом многослойный противофильтрационный элемент повышает надежность плотины: она не только не разрушается от землетрясения, но и сохраняет при этом пригодность к эксплуатации.

Формула изобретения Плотина, включающая верховую и низовую боковые призмы с противофильтраци- онным элементом между ними, отличающаяся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости плотины путем задания процесса ее разрушения, боковые призмы выполнены с ослабленными сечениями, формирующими блоки с перевязкой швов, а противофильтрационный элемент выполнен из однородной каменной наброски, по- ры которой заполнены тиксотропным или песчаным материалом.

Ц Фт.1

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин преимущественно в сейсмических районах. Цель изобретения - повышение сейсмостойкости плотины путем задания процесса ее разрушения. Плотина включает верховую Т и низовую 2 бетонные боковые призмы, продольную по всей длине плотины грунтовую призму 3 из однородной каменной наброски с порами, заполненными тиксотропным рвствором, например глиной. Бетонные призмы 1 и 2 выполнены с ослабленными сечениями 4, размещенными в поперечном и продольном направлениях и формирующими блоки с перевязкой швов. Во время землетрясения бетонные призмы 1 и 2 могут разрушаться по ослабленным сечениям 4 на отдельные блоки, не образующие сплошного фильтрационого хода. В процессе разрушения призмы 1 и 2 по существу превращаются в наброску, сложенную из бетонных фрагментов с хорошим взаимным зацеплением.3 ил.

фиг. 2