Плотина из грунтовых материалов Советский патент 1992 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к пропуску паводковых расходов через недостроенные плотины из грунтовых материалов.

Цель изобретения - снижение капитальных затрат на возведение плотины и повышение надежности защиты ее от размыва.

На фиг.1 схематично показана плотина из грунтовых материалов в период пропуска расходов воды и льда поверх нее, поперечный разрез; на фиг.2 - плотина, вид сверху.

Плотина из грунтовых материалов содержит тело 1 плотины с верховой 2 и низовой 3 гранями, с отсыпанной на гребне плотины дамбой 4 из крупноразмерной фильтрующей наброски, заглубленной в тело плотины. Дамба 4 отсыпана вдоль верховой грани 2 гребня плотины со сквозностью не менее 30% и высотой не менее 0,5 расчетной толщины льда.

Величины сквозности и высоты дамбы определяются следующими факторами.

Действующим напором Н на дамбе, определяемым величиной наименьших глубин на входе в канал и выходе из него в момент прохождения льда, которые должны быть не меньше расчетной толщины льда.

С использованием известных зависимостей

- г-уj3/2 q

5 h

кр

F

(1) и HJ

m JTq

(2)

получим величину Н t,6 6 (3), где 5 - толщина льда; Икр - критическая глубина над дамбой.

Надежным переливом с минимальным подтоплением, обеспечиваемым высотой дамбы не менее 1 /3 Н или (0,5-0,6) д .

Полной компенсацией потерь фильтрации по длине русла фильтрацией через дабму, С использованием известного соотношения

0,1 q шр V2 g 1/3 Н , (4) подставляя в него вместо q выражение (2), вместо Н - выражение (3) и ц 0,7 (коэффиXI

00

XI о о

1

циент расхода турбулентного потока через наброску), получим

й 0,14 6 , где У-СКВОЗНОСТЬ дамбы, т.е. суммарная площадь отверстий.

С учетом зависимости, указанной для второго фактора а) составляет 30%.

При сквозности меньше 30% не выполняется условие равенства глубин над дамбой и на низовой грани канала, что сказывается в образовании зазоров в зоне канала и приводит к размыву тела плотины.

При увеличении сквозности свыше 30% выполняется условие равенства глубин над дамбой и на низовой грани канала. Более того, глубины на выходе будут превосходить глубину над дамбой, вследствие чего лед свободно проходит через плотину, без образования зазоров и размыва, и таким образом повышается надежность защиты плотины.

При пропуске расходов через грунтовую плотину нагрузка Оф от воздействия воды, льда воспринимается фильтрующей дамбой 4. Дамба не будет пропускать лед на плотину до тех пор, пока глубина над дам- бой hKp не достигнет значения, необходимого для преодоления льдом гребня дамбы, Пропускная способность фильтрующей дамбы обеспечивает дополнительный расход, за счет которого критическая глубина на низовой грани 3 увеличивается до глубины, обеспечивающей беспрепятственный пропуск плавающих тел, преодолевших гребень дамбы, в нижний бьеф, т.е. глубина потока на выходе становится не менее глубины потока Н над дамбой.

Сооружение фильтрующей дамбы позволяет пропускать паводковые расходы поверх недостроенной плотины из грунтовых материалов без использования дополнительных материалов по предотвращению размыва, обеспечивает надежность защиты русла любой ширины от размыва и автоматичность работы во всем диапазоне уровней верхнего бьефа.

Формула изобретения Плотина из грунтовых материалов, работающая в условиях перелива через гребень паводковых расходов со льдом, содержащая тело плотины с низовой и верховой гранями, с отсыпанной на гребне пло- тины дамбой из крупноразмерной наброски, заглубленной в тело плотины, о т- личающаяся тем, что, с целью снижения капитальных затрат на возведение плотины и повышения надежности защиты ее от размыва, дамба отсыпана вдоль верховой грани плотины и выполнена со сквозностью водопроницаемых отверстий от площади поверхности не менее 30 % и высотой не менее 0,5 расчетной толщины пропускаемого через дамбу льда,

Использование: в гидротехнических сооружениях, обеспечивающих перелив паводковых вод со льдом через гребень недостроенного сооружения. Сущность изобретения: тело плотины ограничивают верховой и низовой гранями, На гребне верховой грани отсыпают дамбу. Дамбу заглубляют в тело плотины, выполняют ее из крупноразмерной наброски, высоту назначают согласно расчетной толщине льда. Сквозность дамбы обеспечивает расход для пропуска плавающих тел. 2 ил.

-t

2

+

b h

Фиг 2