Гравитационная плотина Советский патент 1992 года по МПК E02B7/10 

aeft.«ff:i«iHa4 ъз ii

Ч k feiaifr ЪяЬгчь s.%

(Ж1ГПАЬ

VI

Фиг ;

Изобретение относится к гидротехнике и может быть применено при возведении плотин гравитационного типа.

Цель изобретения - повышение надежности в работе плотины путем улучшения напряженно-деформированного состояния основания и плотины,

t На фиг. 1 .показана предлагаемая плоти- ми, гМпе ре чный разрез; на фиг. 2 и 3 - соответственно схема нафузок, действующих на плотину с полостью в основании, размещенной у верховой грани ппотины и не снабженной противофильтрационным экраном, и напряженное состояние этой плотины; на фиг. 4 и 5 - соответственно схемы усилий, действующих на плотину предложенной конструкции, и ее напряженное состояние.

Верховая грань тела 1 плотины соединена посредством водонепроницаемого понура 2 с прогивофильтрационным экраном, размещенным на боковых стенках и дне полости 3. Полость 3 сообщена с верхним бье- Фом с помощью отверстия, оборудованного фильтром 4,

Гравитационная плотина работает следующим образом.

Перед заполнением водохранилища емкость 3 остается пустой. По мере наполнения водохранилища через фильтр 4 заполняется емкость 3. При этом гидростатическое давление заполнившей емкость воды, действующее на праоую степку емкости, поджимает основание к плотине, снимая растягивающие напряжения и концентрацию сжимающих напряжений в основании плотины.

Эффективность предложенной конструкции по сравнению с известным решением была оценена расчетом по методу граничных интегральных уравнений.

Исходные данные для расчетов следующие; высота глотины 110 м; ширина подошвы 77 м; коэффициента Пуассона для бетона и скалы приняты соответственно 0,15 и 0,20; конструкционный модуль деформации плотины 0,2 10° МП; модуль деформации скалы 0,15 10 МПа; объемная масса бетона 2,3 т/м ; глубина цементационной завесы 60 м; толщина 5 м; модуль деформации тела завесы 0,2 105 МПа. Глубина полости в обоих вариантах принята 5 м,

Напряженное состояние в плотине и основании определялось путем учета собственного веса плотины и основания, а также гидростатического воздействия. Во всех вариантах расчета учитывалась поэтапность воздействия плотины и наполнения водохранилища (6 этапов). Фильтрационноепро- тиводавление на понур и полость с водонепроницаемыми стенками определялось методом ЭГДА.

Напряженное состояние плотины предлагаемой конструкции (фиг. 5) значительно улучшилось по сравнению с извест- ным техническим решением (фиг. 3).

Полностью ликвидирована зона растяжения 7Х, значительно уменьшена зона растяжения 7У (напряжения даны в МПА). При отом наилучшее напряженное состояние достигается в данных условиях при глубине

полости 8 м.

Полость может быть выполнена рядом с напорной гранью и на различных расстояниях от нее, а также наклонно под различными углами. Расчеты показали, что

наибольший положительный эффект достигается при устройстве полости с водонепроницаемым покрытиэм глубиной (1/10 - 1/20)НПл при длине понура около 1/10 НПл с небольшими отклонениями в зависимости

от жесткости основания,

Формула изобретения Гравитационная плотина, включающая тело плотины и основание, выполненное с полостью, соединенной с верхним бьефом,

отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе плотины путем улучшения напряженно-деформированного состояния основания и плотины, стенки и дно полости снабжены водонепроницаемым экраном, а на основании между экраном и верховой гранью плотины выполнен водонепроницаемый понур.

-05-.

/

/

/ -Г,5

Фиг.З

.,5

Фиг. 5