Способ защиты грунтовых плотин от разрушения при сейсмическом воздействии

Способ защиты грунтовых плотин от разрушения при сейсмическом воздействии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ путем снижения динамического давления в поровой воде, отличающийся тем, что, с целью повь1шения эффективности защиты и снижения трудозатрат, снижение давления в поровой воде осуществляют путем аэрации водонасьщенной зоны плотины сжатым воздухом и поддержания его объема Y на кахщом погонном метре этой зоны по величине равным V n-k-W, где п - пористость грунта; . k - коэффициент аэрщ ования; равный 0,05-0,1; W - объем 1 пог.м водонасыщен (Л ной зоны плотины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (11) Е 02 В 7/06 (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPGHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«««««««Q, 3Рот

g=n k.W (21) 3755439/29-15 (22) 18.06.84 (46) 23. 11.85. Бюл. У 43 (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) В.М.Лятхер, И.Н.Иващенко и Я.И.Натариус (53) 627.821(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 443147, кл. Е 02 В 7/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 437824, кл. Е 02 В 7/06, 1972. (54)(57) СПОСОБ ЗА1ЦИТЫ ГРУНТОВЫХ

ПЛОТИН ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ путем снижения дина:мического давления в поровой воде, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и снижения трудозатрат, снижение давления в поровой воде осуществляют путем аэрации водонасыщенной зоны плотины сжатым воздухом и поддержания его объема 1 на каждом погонном метре этой зоны по величине равным где и — пористость грунта;

k — коэффициент аэрирования; равный 0,05-0,1;

«1 — объем 1 пог.м водонасыщенной эоны плотины.

1,1193223 2

Изобретение относится к области возведения грунтовых плотин в сейсмически активных районах.

Цель. изобретения — повьппение эффективности защиты и снижение трудо- 5 затрат.

На фиг. 1 дана схема осуществления предлагаемого способа для плотины с ядром; на фиг. 2 — то же, для однородной плотины. 10

На схеме обозначены водонасыщенная зона 1 плотины, ядро 2 плотины и перфорированные трубопроводы 3, расположенные по длине водонасыщенной зоны. 15

Способ защиты грунтовых плотин от разрушения при сейсмическом воздействии заключается в том, что водонасьпценную зону плотины 1 аэрируют сжатым воздухом, поддерживая его 20 .объем Y на каждом погонном метре этой зоны по величине равным Il=n К W )

25 где и — пористость грунта; — коэффициент аэрирования, равный 0,05-0,1;

4 — объем погонного -метра водонасыщенной зоны плотины, что приводит к постоянному насьпце нию воздухом водонасьпценной эоны пло-, тины в количестве 5-10 об.7.

Наличие в водонасыщенной зоне грунта воздуха в количестве 5-107 приводит к уменьшению значения моду- З5 ля деформации воды (т.е. к увеличению ее сжимаемости) примерно в

100 раз.

Такое увеличение сжимаемости воды приводит к тому, что при сейсмичес- 40 ком воздействии в водонасьпценной зоне-грунтовой плотины не развивается избыточное динамическое паровое давление, исключая этим возможность разжижения грунта, приводящего к 45 потере устойчивости сооружения или его части. Контроль степеки аэрирования водонасьпценного грунтового массива осуществляется замером скорости продольных волн в нем, резко 50 возрастающей при снижении содержания воздуха ниже 5-37. При снижении содержания воздуха ниже заданного (5-10X) производится его подкачка.

Количество подаваемого для аэра- 55 ции воздуха и конфигурация системы водоводов определяется конструктивными особенностями сооружения, его высотой и интенсивностью возможного сейсмического воздействия, сейсмической балльностью.

Так, для плотины с центральным ядром высотой уровня воды h заложением верхового откоса rn и пористостью .грунта tl при предельной степени аэрирования в 10Х объем воздуха, необходимый для насьпцения

1 пог. м верховой упорной призмы (по ее длине), может быть определен по формуле

U=O,5 и h„O,1.

Например, для плотины высотой

Н = 100 м с центральным ядром и верховой упорной призмой из грунта пористостью 257, объем воздуха, необходимый для обеспечения желаемого эффекта, при заложении верхового откоса }т1 = 2,25 составит для

1 .пог. м сооружения 1 = 282 м .

Необходимое давление для подачи воздуха в тело верховой упорной призмы должна быть не меньше гидростатического давления воды в порах грунта, т.е. должно практически равняться высоте сооружения (учитывая, что всегда глубина воды меньше высоты плотины Ц).

В данном слУчае необходимое минимальное давление воздуха, развиваемое компрессором, должно составлять

1 МПа. Таким образом, при использовании самого малого по производительности компрессора мощностью двигате ля 2,3 л.с °, давлением 10 MIIa и производительностью 0,14 м /с. для первоначального полного аэрирования пог. м призмы потребуется время, равное 2014 мин или 33,5 ч.

Такая степень аэрации обеспечивает снижение значения скорости продольных волн в. водонасьпценной зоне плотины до 500 м/с. В случае повышения этого значения свыше 500 м/с производится дополнительная аэрации этой зоны. Для каждого последующего аэрирования, учитывая, что часть воздуха всегда остается в грунте, потребуется. примерно вдвое меньше вРемени, т,е. около 16 ч. Возможно значительное сокращение времени аэрации при,использовании высокопроизводительных современных компрессоров.

В зонах малой сейсмической активности (7 баллов и ниже) возможно вдвое уменьшить объем воздуха для

1193223 .

Составитель В.Сметанин

Техред А.Ач Корректор Е.Сирохман

Редактор Н.Тупица

Заказ 7236/29 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 аэрирования за счет уменьшения аэрирования максимум до 57.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в возможности полного исключения разжиженчя грунта, при сейсмическом воздействии, всей водонасыщенной эоны плотины, что позволяет использовать для строительства плотин более дешевые грунтовые материалы.