Плотина из грунтовых материалов Советский патент 1982 года по МПК E02B7/06 

(54) ПЛОТИНА ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к плотинам из грунтовых материалов.

Известна плотина из грунтовых материалов, включающее ядро и упорные призмы, причем по боковым граням ядра уложены прослойки из материала с коэффициентом трения, меньшим коэффициента трения грунта ядра.

Это предотвращает «зависание ядра на упорных призмах, что уменьшает трещинообразование в ядре 1.

Однако в случае строительства плотины в узком ущелье со скальными откосами происходит «зависание ядра на откосах ущелья, что приводит к трещинообразованию в ядре.

Известна также плотина из грунтовых материалов, преимущественно для ущелья со скальными откосами и нескальным основанием, включающая ядро из глинистого грунта и расположенные по обе стороны его упорные грунтовые призмы.

На откосах ущелья уложена бетонная подготовка, а в грунт ядра в верхнюю его часть добавлен бетонит 2.

Однако при возведении плотины такой конструкции в ущельях с крутыми скальными откосами свобода деформаций ядра ограничивается откосами ущелья, поэтому осадки ядра, вызванные действием собственного веса грунта, имеют неравномерный по длине плотины характер.

Вследствие этого появляются растягивающие напряжения, отрывающие ядро от откосов и скалывающие напряжения по контакту ядро-откосы ущелья. При этом возможно образование поперечных трещин в ядре, которые после наполнения водохранилища могут размываться фильтрующейся водой до размеров, угрожающих безопасности плотины. Когда русло сложено податливым нескаль ным грунтом, тенденция к трещинообразованию усиливается.

Цель изобретения - повышение надежности работы плотины путем уменьшения трещинообразования в ядре. 20 Цель достигается тем, что плотина снабжена экранами, размещенными на гранях ядра в зонах примыкания ядра к откосам ущелья.

Причем каждый экран может быть выполнен в виде полос из полиэтилена. На фиг. 1 изображена плотина по границе ядра с упорной призмой, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; .ча фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2. Плотина состоит из ядра 1, из глинистого грунта, на гранях 2 которого уложены экраны из полос 3, например полиэтиленовых, в зонах примыкания ядра 1 к откосам 4 ущелья. По обеим сторонам ядра 1 размещены ;;|-. грунтовые призмы 5. Плотина уста;;-;1влеиа на основание 6 из нескального грун абота плотины предлагаемой конструкц.им осу1дествляется следующим образом. При уплотнении грунта ядра 1, вызванною ;1ействи,ем собственного веса, происхо.aiii отто.к воды, содержащейся в порах грунта и вытесняемой вследствие сокращения объема пор. Отток воды происходит в упорные призмы 5. Полосы 3 из водонепроницаемого материала удлиняют путь фильтрации (оттока) поровой воды из зон ядра 1, примыкающих к откосам 4 по сравнению с зонами ядра 1, удаленными от откосов 4. Это вызывает повыщение степени водонасыщения и появления избыточного давления в поровой воде в зонах примыкания ядра 1 к откосам 4. Повыщение давления в поровой воде приводит к снижению сил трения по контакту ядро 1 - откос 4, так как величина сил трения Т подчиняется известному закону f/(g где 1 коэффициент трения; G - нормальное напряжение в грунте, соответствующее моменту времени полного оттока поровой воды; Р - давление в поровой воде; h - высота скального откоса. Повыщение давления в поровой воде равносильно введению смазки по контакту ядро-откос. При повыщении этого давления происходит проскальзывание ядра вдоль откосов с полной передачей нагрузки от собственного веса грунта ядра на основание в русловой части плотины. Так как проскальзывание ядра вдоль бортов происходит по грунту, приближающемуся по свойствам к «тяжелой жидкости {водонасыщенный грунт с повыщением давления в поровой воде воспринимает сжимающие напряжения и не может воспринимать касательные напряжения), то такое проскальзывание не сопровождается формирование трещин в грунте, а происходит по схеме оплывания с заполнением неровностей скального откоса. Степень приближения свойств грунта к свойствам «тяжелой жидкости может регулироваться путем изменения щирины водонепроницаемых полос. Предлагаемое выполнение плотины уменьщает трещинообразование в ядре, т.е. повыщает надежность ее работы. Ожидаемый экономический эффект составляет 817.0 тыс, руб. Формула изобретения 1.Плотина из грунтовых материалов, преимущественно для ущелья со скальными откосами и нескальными основаниями, включающая ядро из глинистого грунта и расположенные по обе стороны его упорные грунтовые призмы, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности работы путем уменьщения трещинообразования в ядре, она снабжена экранами, размещенными на гранях ядра в зонах примыкания ядра к откосам ущелья. 2.Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что каждый экран выполнен в виде полос из полиэтилена. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 574497, кл. Е 02 В 7/06, 1976. 2.Тейтельбаум А. И. и др. Трещинообразования в ядрах и экранах каменно-земляных плотин. М., 1975, с. 144-148 (прототип)

/ / :Г ; J

Фиг.З