Плотина Советский патент 1992 года по МПК E02B7/10 E02B7/06 

ч

Јь

кэ

ё

х|

Изобретение относится к гидротехническому строительству, осуществляемому преимущественно в сейсмических районах. Цель изобретения - повышение надежности плотины при сейсмическом воздействии за счет управления процессом трещинообра- зования. Плотина включает напорный 1 и ненапорный 2 бетонные блоки, которые возводят, например, из малоцементных бетонов послойно с уплотнением, лротиво- фильтрационной диафрагмы 3, например, из асфальтобетона. Каждый из перечисленных конструктивных элементов- содержит в продольном и поперечном направлениях ослаб- ленные сечения, которые сдвинуты относительно ослабленных сечений примыкающего конструктивного элемента. При сейсмических воздействиях конструктивные элементы разрушаются по ослабленным сечениям, в результате чего плотина распадается на три слоя фрагментов с перевязкой швов, что исключает сосредоточенную фильтрацию. Плотина при уменьшении ее ширины может выполйять также функцию составного противофильтрационного эле- мента в каменно-набросной плотине. 4 ил.

Фиа.1

Изобретение относится к области возведения плотин, преимущественно в сейсмических районах.

Цель изобретения - повышение надежности плотины при сейсмическом воздействии за счет управления процессом трещинообразоеания.

На фиг.1 изображена плотина из бетона, поперечный разрез; на фиг.2 - ослабленное сечение плотины; на фиг.З - плотина с расположением ослабленных сечений, вид с верхнего бьефа; на фиг.4 - каменно-на- бросная плотина, поперечный разрез.

Плотина (фиг.1) состоит из напорного блока 1, ненапорного бетонного блока 2, возводимых из малоцементного бетона послойно с уплотнением, противофильтраци- онной диафрагмы 3, например, из асфальтобетона, Бетонные блоки 1 и 2 и, диафрагма 3 имеют в продольном и поперечном направлениях ослабленные сечения 4.

Ослабленные сечения 4 выполняют, например, следующей конструкции (фиг,2). В диафрагме 3 устраивают надрез 5 путем закладки в конструкцию при бетонировании листа картона. Функцию ослабленных сечений могут выполнять конструктивные швы. Ослабленные сечения каждого конструктивного элемента сдвинуты относительно ослабленных сечений примыкающего конструктивного элемента {фиг.1 и 3).

При отсутствии землетрясения плотина работает, как обычно. Землетрясение разрушает по ослабленным сечениям 4 бетонные блоки 1 и 2 и диафрагму 3 на отдельные фрагменты проектных размеров и формы. Смещения фрагментов диафрагмы 3 относительно оси плотины не происходит, так как они защемлены с обеих сторон фрагментами напорного 1 и безнапорного 2 блоков плотины. Фрагменты напорного 1 и безнапорного 2 бетонных блоков могут иметь некоторое смещение относительно оси сооружения в сторону соответственно верхнего и нижнего бьефов. Величина смещения а- йисит от их массы и величины сейсмической нагрузки.

При разрушении плотина не теряет необходимых эксплуатационных качеств, Если бы плотина состояла только из одного напорного блока 1. то при разрушении по заданному рисунку образовалась бы значительная суммарная площадь отверстий, по которым вода фильтровала бы через плотину. На примере одного фрагмента напорного блока 1 фильтрация имела бы место по контуру ABCD (фиг.З). При наличии второго конструктивного элемента - диафрагмы 3 сосредоточенная фильтрация возможна только в точках Е;в местах пересечения ослабленных сечений фрагмента диафрагмы 3 с контуром фильтрации ABCD напорного бетонного блока 1. Для того, чтобы устранить сосредоточенную фильтрацию, нужно иметь третий конструктивный элемент - ненапорный бетонный блок 2, фрагменты которого перекрывают точки Е - фильтрационные ходы сосредоточенной

0 фильтрации. Таким образом, для устранения образования сквозного хода воды через трещины, возникшие в конструктивных элементах плотины по заданному рисунку, нужн , чтобы плотина состояла по ширине

5 как |. чнимум мз трех конструктивных элементов.

Каменно-набросная плотина с составным противофильтрационным элементом из негрунтовых материалов (фиг,4) состоит

0 из напорного блока 1, не,напорного бетонного блока 2, противофильтрационной диафрагмы 3, например, из асфальтобетона и упорных призм 6 из каменной наброски, Бетонные блоки 1 и 2 и диафрагма 3

5 имеют в продольном и поперечном направлениях ослабленные сечения 4, по которым происходит разрушение противофильтра- ционного элемента при землетрясении. Повышенная сейсмоустойчивость дан0 ной плотины обусловлена обеспечением проектного рисунка разрушения составного противофильтрационного элемента, при котором отсутствует сосредоточенная фильтрация,и отсутствием переходного

5 слоя между бетонными блоками 1 и 2 и упорными призмами 6. Отсутствие переходного слоя, устраиваемого из мелкозернистого материала, легко переходящего в разжиженное состояние, повышает устойчивость

0 Фрагментов напорного 1 и ненапорного 2 бетонных блоков против горизонтального смещения, что повышает эксплуатационную надежность составного противофильтрационного элемента и в целом плотины,

5

Область применения конструкции плотины (фиг. I) с бетонными блоками, возведенными из малоцементного бетона, - преимущественно территория с относител ь0 но мягким климатом. Плотина, представленная на фиг.4, может успешно возводиться в условиях Крайнего Севера. Составной про- тивофильтрационный элемент в начальной стадии строительства плотины может слу5 жить водосливом при пропуске строительных расходов; после возведения постоянных водосбросных устройств отсыпают упорные призмы 6.

Плотину согласно фиг.1 возводят, например, следующим образом.

Летом производят перекрытие реки, устройство и откачку воды из котлована, подготовку основания под телом плотины. Зимой возводят напорный 1 и ненапорный 2 бетонные блоки из малоцементного бетона послойной укладкой с уплотнением и промораживанием каждого слоя и выполнением ослабленных сечений. Летом возводят противофильтрационную диафрагму 3 путем заполнения асфальтобетоном продольного деформационного шва между бетонными блоками 1 и 2. В асфальтобетонной диафрагме 3 также устраивают ослабленные сечения. При возможности летом производят наращивание бетонных блоков 1 и 2. Во вторую и последующие зиму и лето плотину строят аналогично.

Построенную плотину ставят под напор. Под воздействием тепла от водохранилища промороженный бетон оттаивает и набирает прочность.

Возведение плотины согласно фиг.4 отличается от приведенного тем, что дополниЮнг. 3

тельно возникает необходимость отсыпки упорных призм, которую осуществляют круглогодично.

Формула изобретения

Плотина, включающая напорный и безнапорный бетонные блоки и противофильт- рационный элемент между ними, отличающаяся тем, что, с целью повышения

надежности плотины при сейсмическом воздействии за счет управления процессом трещииообразования, противофильтраци- онный элемент выполнен из твердеющего материала, причем бетонные блоки и противофильтрационный элемент плотины выполнены с ослабленными сечениями с прочностью, меньшей прочности материала соответственно бетонных блоков и противо- фильтрационного элемента, при этом ослабленные сечения противофильтрационного элемента сдвинуты относительно ослабленных сечений бетонных блоков в продольном и поперечном направлениях.

Фиг. 2

Xc/fjyp р/мгменго& ,

Ш/lOf tforO

ТО ясе, T/OJ ццонной иил , г мы то не/игорного

блока

р№

. 4