Способ предотвращения образования трещин в ядре грунтовой плотины Советский патент 1993 года по МПК E02B7/06 

fl.

HtelifsW ill

00

о

N О GO Ы

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно, к предотвращению образования трещин в ядрах грунтовых плотин,

Цель изобретения - повышение эффективности работ за счет их упрощения и повышения их безопасности для плотины.

На фиг. 1 изображена грунтовая плотина с ядром, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3,4, - изображены трубы в ядре, продольный разрез; на фиг.З - при опускании в трубу вибратора без корпуса; на фиг.4 - при опускании в трубу вибратора с корпусом; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

Способ осуществляется следующим образом.

В ядре 1 грунтовой плотины 2 определяют границы расчетных зон 3 и 4 возможного образования трещин, которые обычно расположены за пределами русловой части 5 плотины 2 в ее бортовых примыканиях, а после возведения плотины в расчетные зоны 3 и 4 готового сооружения вибропогружением вводят трубы 6, нижние концы которых выводят за пределы нижней границы расчетных зон 3 и 4, и из которых на материал ядра 1 периодически воздействуют вибрацией, например, следующим образом.

В герметизированные снизу и обезвоженные полости труб б (фиг.З) поочередно на полой штанге 7 опускают электромеханический источник вибрации, который представляет собой электродвигатель 8 с закрепленным на его валу 9 эксцентриком 10. Электродвигатель 8 снабжают направляющим кольцом 11 и посредством трубы 12 и фланцевого соединения 13, выполняющего также роль направляющего кольца, присоединяют к штанге 7, в полости которой помещают питающий кабель 14. Перемещение источника вибрации в трубе осуществляют с поверхности гребня плотины 2 за штангу 7, например, буровым станком (не показан). При вращении вала 9 эксцентрик 10 обкатывает поверхность трубы 6 и создает вибрацию. Вибрация воздействует на грунт ядра 1 и разжижает его, вследствие чего происходит релаксация растягивающих напряжений в нем. После обработки вибрацией грунта вокруг одной трубы источник вибрации переставляют в очередную трубы.

Обработка вибрацией грунта вокруг трубы б может быть осуществлена путем погружения в трубу вибратора 14 (фиг.4) на гибкой связи 15, к которой прикрепляют питающий кабель 16. В этом случае полость трубы 6 предварительно заполняют глинистым раствором 17, а и стенке трубы б выполняют прерывные продольные прорези

18 (фиг.5), делящие стенку трубы на элементы 19, которые при вибрации окружены практически однородной тиксотропной средой - с одной стороны раствор глины, а с

другой - разжиженный материал ядра. В результате сотрясения от вибратора 14 беспрепятственно передаются на грунт ядра 1. Одновременно при вибрировании через прорези 18 осуществляется переток глини0 стого раствора из трубы в затрубные неплотности ядра, в результате чего осуществляется виброииъекция.

Воздействие на грунт вибрацией расчетной интенсивности осуществляют при

5 перемещении в трубе 6 источника вибрации с крайнего нижнего положения, находящегося обыуно на 2-3 метра ниже нижней границы расчетной области 3 или 4, в верхнее положение. При этом имеющее место увели0 чение растягивающих напряжений в невиб- рируемом ниже подошвы трубы 6 грунте не приводит к образованию в нем трещин. Трещины, которые при виброобработке могут образоваться выше источника вибрации, са5 мозалечиваются в процессе разжижения грунта от передвигающегося вверх источника вибрации.,

Вибратор 14 в трубу 6 с глинистым раствором 17 опускают под,действием собст0 венного веса, а при необходимости при работающем, обычно с меньшей частотой, вибраторе, С этой целью в вибраторе 14 устанавливают двухскоростной асинхронный двигатель (не показан). Периодическим

5 добавлением воды глинистый материал в трубе 6 поддерживают в разжиженном до заданной консистенции состоянии.

Высоту труб, расстояние между ними и время вибрирования грунта устанавливают

0 расчетом и уточняют экспериментом.

Высота труб обычно не превышает 15- 20 м. Одн ако в плотине, имеющей основание мерзлое в бортах и талое в русле, высота труб в условиях возможной деградации мер5 злоты может достигать высоты плотины. При наличии расчетной зоны возможного образования трещин в труднодоступных местах, например, в узкой пазухе (зубе) трубы располагают наклонно или даже горизон0 тально одновременно с возведением сооружения.

Обработку вибрацией трещиноопасных зон в ядре осуществляют обычно в начальный период эксплуатации плотины ежегод5 но и преимущественно во время весеннего подъема уровня 20 воды перед плотиной или непосредственно после его подъема, а также непосредственно после землетрясения. , Технический эффект от использования изобретения состоит в том. что периодически повторяемую обработку вибрацией тре- щиноопасных зон в ядре осуществляют без повторения погружения в ядро длинномерных устройств. При этом одновременному разжижению подвергают ограниченный по высоте объема грунт округлой формы, что необходимо для безопасной работы плотины. Формула изобретения 1. Способ предотвращения образования трещин о ядре грунтовой плотины, включающий определение в ядре границы расчетной зоны возможного образования трещин и периодическое воздействие на грунт расчетной зоны вибрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работ за счет их упрощения и повышения их безопасности для плотины, воздействие вибрацией на грунт ядра осуществляют из полостей труб, дополнительно введенных в расчетные зоны готового сооружения до воздействия вибрацией, причем нижние концы труб выводят за пределы нижней границы расчетной зоны.

2. Способ по п.1,отличающийся тем. что нижние торцы труб герметизируют, а воздействие вибрацией осуществляют поочередным опусканием в полость каждой трубы электродвигателя с закрепленным на его валу эксцентриком, осуществляющим при вращении вала обкатку внутренней поверхности трубы.

3. Способ по п. 1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что полости труб заполняют глиной текучей консистенции, а воздействие вибрацией осуществляют перемещением вибратора в заполненную глиной полость

каждой трубы.

4. Способ по п. 1,отличающийся

тем, что воздействие на грунт вибрацией

осуществляют при перемещении источника

вибрации из крайнего нижнего положения в

трубе в верхнее положение.

5. Способ по п.З, отличающийся, тем, что в стенках труб устраивают продольные прорези.

Использование: в гидротехническом стрбительстве, а именно для предотвращения образования трещин в ядрах грунтовых плотин. Сущность изобретения: в ядре 1 определяют границы расчетных зон 3 и 4 возможного образования трещин, в которые в- готовом сооружении вибропогружением вводят трубы 6, нижние концы которых выводят за пределы зон 3 и 4. Из труб 6 на материал ядра 1 периодически воздействуют вибрацией, создаваемой электромеханическим источником вибрации, опускаемым о трубы 6. Вибрацию создают электродвигателем с закрепленным на валу эксцентриком, который при вращении вала обкатывает поверхность трубы 6, герметизированной снизу. Вибрацию также создают опусканием вибратора в трубу 6, выполненную с прерывными продольными прорезями и заполненную глинистым раствором. 4. з.п. ф-лы, 5 ил.

А-А

Фиг.1

Редактор

Составитель В.Ягин Техред М.Моргентал

Корректор СПекарь