Плотина из грунтовых материалов Советский патент 1981 года по МПК E02B7/06 

(54) ПЛОТИНА ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при проектировании и возведении плотин из грунтовых материалов в сейсмических районах. Известна земляная плотина, выполненная с целью повышения устойчивости к динамическим, в частности сейсмическим, воздействиям из отдельных слоев, разделенных водоупорными прослойками из глины, битума и т. п., причем слои направлены наклонно от верхового и низового откосов к оси плотины так, чтобы, смыкаясь, они перекрывали друг друга в елочку и образовывали водонепроницаемую завесу 1. Однако такая конструкция не препятствует сдвигу массивов тела плотины по разным плоскостям скольжения и следовательно, не может служить универсальным средством повышения сейсмостойкости плотин. Известно повышение сейсмостойкости плотин из грунтовых материалов путем умень шения -.гидродинамического давления на верховой откос и давления поровой воды в теле плотины устройством горизонтальных дренируюших слоев 2. Однако такое техническое решение не препятствует возникновению резонансных колебаний сооружения, которые могут привести к его разрушению Известна также плотина из местных материалов, в которой с целью предотврашения трещинообразования средняя зона выполнена из материала, плотность которого больше плотности материала периферийных зон 3. Размеры и число зон различных плотностей определяются поперечным сечением створа плотины, причем необходимость устройства зон различных плотностей возникает только при наличии резкоотличаюшихся по высоте участков плотины, что предотврашает неравномерную осадку тела плотины, а следовательно, и трешииообразование. Такая конструкция плотины приурочена к створам специального профиля, причем наиболее ответственная центральная часть, в которой сосредоточена основная масса грунта плотины, всегда выполняется из грунтов одинаковых характеристик, что не изменяет колебательных свойств плотины в целом и не может препятствовать сдвигу массивов по различным плоскостям. Целью изобретений является повышение сейсмостойкости плотины. Указанная цель достигается тем, что тело плотины выполнено из ориентированных перпендикулярно к ее продольной оси вертикальных слоев, причем каждый слой выполнен из материала с отношением модуля Юнга к плотносги не равным ему в соседнем слое. На фиг. 1 показана предлагаемая плотина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Предлагаемая плотина выполнена из двух различных материалов 1 и 2, имеюш,их различные скорости распространения упругих волн колебаний, хотя в принципе их может быть несколько. Пр такой конструкции плотины в случае сейсмических воздействий слагающие ее тело вертикальные слои в силу различия в них отнощения модуля Юнга к плотности и, следовательно, скорости распространения упругих волн будут колебаться с различными собственными частотами и амплитудами, препятствуя возникновению резонансного режима колебаний сооружения в целом. Подбирая грунты для смежных слоев С различными характеристиками, ширину слоев и последовательность их чередования, можно целенаправленно еще при проектировании влиять на колебательные свойства плотины, создавая ее с заданными колебательными характеристиками. Технико-экономический эффект от использования настоящего изобретения будет выражаться в повышении сейсмостойкости плотин из грунтовых материалов, предотвращении их аварий при землетрясениях и может быть оценен для каждого конкретного случая в зависимости от сейсмичности участка строительства, конструктивных особенностей сооружения и размеров плотины. Формула изобретения Плотина из грунтовых материалов, выполненная из ориентированных перпендикулярно к ее продольной оси вертикальных слоев, отличающаяся JQU, что, с целью повышения ее сейсмостойкости, каждый слой выполнен из материала с отношением модуля Юнга к плотности не равным ему в соседнем слое, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 169452, кл. Е 02 В 7/06, 30.04.64. 2.Авторское свидетельство СССР № 437824, кл. Е 02 В 7/06, 27.02.72. 3.Авторское свидетельство СССР № 488893, кл. Е 02 В 7/06, 25.08.72 (прототип) .

.-о -о;;о.-.--Х

o;-o/oV(-.o4rV .i-;o .x).-( .

i:j.-frl . /I I - «

л;к9:: . :ь%.

X n.. V .л, - y V ...,. X

:. f

/I .,-.;.-.. -.. X

X..... . -..- .-.v . .; : . - X

;..-..-. ..-, ...- .- -X

. : . ,-- ..-:1л

Ч ,,.-,wV.

. « .. .--- --v/ ;. - V . .- :. Y Y Y Y Y Y

- --П- V..

Y Y

(Риг. 2

5-B

::.

, л .- s V

v-V-.-

фиг. 3