Плотина из местных материалов Советский патент 1979 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности, к плотинам из грунтовьк материалов, во;э водимых в районах с интенсивными- ей- смическими воздействиями. В случае сейсмического воздействия грунт в верховой и низовой упорных приэ мах плотины подвергается значительным пластическим деформациям растяжения, которые приводят к возникновению в них продольных (вдоль потока) и поперечных (поперек потока) трещин, опасных в отно шении устойчивости откосов и монолитнос ти тела плотины, а также последующего за землетрясением фильтрационного прорыва и обрушения части плотины или же полного ее разрушения. Другим нежелательным явлением при землетрясениях является увеличение гидрода1намических поровых давлений в водонасыщённых зонах упорных призм и разжи жения грунтового материала, что также может привести к развитию значительных пластических деформаций со всеми вытекающими отсюда последствиями. Повышение сейсмостойкости может быть достигнуто уположениемоткосов грунтовой плотины. Такое техническое решение наи более часто применяется в современной практике проекгарования и строительства плотин. Известна плотина из местных материалов, в которой армирующие элементы ыдполнены составными из отдельных блоков, заанкеренных в центре к проходяпщм через них армирующим стержням, а грани указанных блоков расположены под острым углом к продольной оси армируюпщх элементов l. Недостатком известной плотины является усложнение ее конструкции из-за необходимости заанкеривания отдельных блоков проходящими через их «энтры армирующими стержнями, а также необходимость ориеен тащта граней блоков под определенным острым углом к оси армируюпщх элементов Это приводит к усложнению технологии про изводства работ при врйведении плотины. Кроме того, известная плотина не может эффективно работать в условиях разжижения грунта так как необходимые для наделшого закрепления нормальные напряжения на контакте армирующих элементов с окружающим грунтом будут частично или полностью устр нены и сейсмостойкость плотины будет нарушена. Целью изобретения является упрощение плотины. Это достигается тем, что в плотине из местных материалов армирующие элементы выполнены из соединенных между собой горизонтальных и вертикальных плит промежутки между которыми заполнены фильтрующим материалом с размещенными в нем дренйжньши трубами, а часть соединений между плитами выполнена ша{ нирными. На фиг, 1 изображена плотина из мест ных материалов, поперечный разрез упорной призмы и армирующего элемента; на фиг. 2 - вариант соединения гориарнтал1&-; ной и вертикальной плит армирующего элёмента. На чертежах показаны упорная призма 1 с противофильтрационным элементом 2 и армирующим элементом 3, содержащим fор11ЭрН альаью 4 и вертикальные 5 плиты, пространство между которыми заполнено фильтрующим материалом а с залотменными в нем дренажными трубами 6, гибкая связь 7. Предлагаемая конструкция плотины работает следующим образом. Сейсмическое воздействие вызывает колебания тела плотины и инерционные сейсмические силы, накладываясь на статические нагрузки от собственного веса грун,, стремятся вызвать горизонтальные и вертикальные остаточные перемещения грунта, сопровождаемые нарушением сплошности противофильтрашгонного элемента 2,

упорных призм 1, а также потерей устойчивости их откосов. Армирующие элементы 3 испытывают при этом деформации растяжения и изгиба и благодаря существенно большей изгибной и линейной жесткости fg по сравнению с окружающим основным грунтом призм 1 и высокому трению фильтрующего материала по окружающему грунту препятствуют перемещениям последнего. обеспечивают перераспределение напряже- ss

НИИ и перемещений в теле плотины, благоприятное с точки зрения пош пиения ее сейсмостойкости. 68

жесткость армирующего элемента переменной за счет введения гибкой связи 7, соединяющей вертикальные плиты 5 с горизонтальными 4..

Введение гибкой связи 7 эффективно в зонах, прилагающих к поверхности откоса, где происходит перемещения грунта.

В зонах умеренной сейсмической интенсивности. целесообразно применить вариант

горизонтальных плит армирующих элементов вдоль оси плотины, так как в этом случае достаточный положительный эффект 74 Высокое трение по поверхности армирующего элемента 3 обеспечено включением в него материала, обладающего высоким коэффициентом внутреннего трения. Необходимая линейная и изгибная идасткостъ армирующего элемента в целом обеспечивается взаимодействием вертикальных плит 5 и соединяющих их горизонтальньхх плит 4. Наличие вертикальных плит 5, расположенных перпендикулярно к направлению растяжения, и заполняющего пространство между ними фильтрующего материала а с большим коэффициентом трения создают большую поверхность контура армируюнего элемента 3 и обеспечивают ему необходимую связь с основным грунтом плотины. ПриЭТОМ отпадает необходимость в заанкеривании армирующих элементов проходящими через них стержнями в определенной ориентации блоков, увеличивается зона действия армирующего элемента. Колебания грунта тела плотины приводят к его з 11лотненикэ и развитию гидродинамических поровых давлений, для ограничения которых используется наличие в составе армирующего элемента сильнофильтрующего материала а с включенной в него системой перфорированных дренажных труб 6. Таким образом, горизонтальные поверхности армирующих элементов являются поверхност51ми дренирования и способствуют рассеиванию возникающих в процессе колебаний гидродинамических давле- , НИИ. В то же время включение сильнофильтрующего материала а в состав армирующего элемента предохраняет дренажную систему, состоящую из сильнофиль-: трующего материала в. и дренажных труб 6, от повреждений и гарантирует ее надажную работу. На слу1ай сильного землетрясения, выывающего значительные остаточные деормации грунта, целесообразно задать прерывистого размещения вертикальных и

достигается при существенной экономии плит.

Формула изобретения

1. Плотина на местных материалов, выполненная с горизонтальными элементами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, армирующие элементы выполнены из соединенных между собой горизонтальных и

вертикальных плит, промежутки между которыми заполнены фильтрующим материалом с размешенными в нем дренажными трубами.

2, Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что часть соединений между плитами выполнена шарнирными.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка СССР № 1758447/15, кл. Е 02 В 7/06, 1972.

Фиг.1