Земляная плотина

 

ЗЕМЛЯНАЯ ПЛОТИНА, верховой откос которой в зоне действия волн вы}- J - полнен с поперечным профилем переменного заложения по высоте, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности плотины и сокращения объема земляных работ, поперечный профиль верхового откоса на участке между верхней и нижней границами размывающего действия волн выполнен криволинейным с координатами кривой, определяемыми уравнением т(уг гдегп(у)- заложение отдельных участков верхового откоса при построении кривой; х,у -координаты кривой; причем ось X расположена горизонтально на отметке пересечения с нижней границей разi мывающего действия волн, а ось у расположена на отметке пересечения с верхней границей размывающего действия волн. ;.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„1126651

3(5D Е 02 В 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3586061/29-15 (22) 03.05.83 (46) 30.11.84. Бюл. № 44 ,(72) Н. К. Голубев, А. Ч. Чарыев, Д. Л. Меламут, О. С. Лавроненко, Г. Э. Грибач и М. В. Казимова (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова (53) 627.824 (088.8) (56) 1. Донецко Т. П., Канарский В. Ф.

Плотины и дамбы распластанного профиля.

М., «Энергия», 1975, с. 13.

2. Меламут Д. Л. Гидромеханизация в мелиоративном и водохозяйственном строительстве, М., Стройиздат, 1981, с. 178, рис. VIII,2-. (54) (57) ЗЕМЛЯНАЯ ПЛОТИНА, верховой откос которой в зоне действия волн выполнен с поперечным профилем переменного заложения по высоте, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности плотины и сокращения объема земляных работ, поперечный профиль верхового откоса на участке между верхней и нижней границами размывающего действия волн выполнен криволинейным с координатами кривой, определяемыми уравнением где пт(у) — заложение отдельных участков верхового откоса при построении кривой; х,g — координаты кривой; причем ось х расположена горизонтально на отметке пересечения с нижней границей раз- I мывающего действия волн, а ось у расположена на отметке пересечения с верхней границей- размывающего действия волн.

1126651

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к земляным глухим плотинам, дамбам, преимущественно намывным и т... п., предназначенным для создания ирригационных водохранилищ с значительной сработкой уровня воды.

Известны конструкции земляной плотины включающие волноустойчивый пологий верховой откос (1).

Недостатками этих конструкций являются значительный объем тела плотины,-экономическая нецелесообразность их при высоте более 20 — 25 м и необходимость отвода больших площадей земель под плотину.

Кроме того, указанные конструкции не обладают оптимальным поперечным волноустойчивым профилем, так как пологий верховой откос, определяемый элементами волн (длина Л„высотайв, ), для нормально подпертого уровня принимается постоян.ным по высоте в зоне действия вол.

Наиболее близкой к предлагаемой является земляная плотина, верховой откос которой в зоне действия волн выполнен с .поперечным профилем переменного заложения по высоте (2). 25 Однако эта конструкция характеризуется значительным объемом тела плотины, что приводит к значительным объемам земляных работ и необходимости отвода больших площадей земель под плотину. Кроме того, указанная конструкция не обладает оптимальным волноустойчивым поперечным профилем, так как участки верхового откоса в, зоне действия волн в предела; значительной высоты плотины имеют постоянный коэффициент заложения и определяются различием в способах производства работ.

Цель изобретения — повышение надежности плотины и сокращение объема земляных работ.

Поставленная цель достигается тем, что 40 в земляной плотине поперечный профиль верхового откоса на участке между верхней и нижней границами размывающего действия волн выполнен криволинейным с координатами кривой, определяемыми урав- 4 нен нем тПу где m(y) — заложение отдельных участков верхового откоса при построении кривой; 50 х,у — координаты кривой, причем ось х расположена горизонтально на отметке пересечения с нижней границей размывающего действия волн, а ось у расположена на отметке пересеченйя с верхней границей размывающего действия волн.

На фиг. 1 изображена схема земляной плотины и водохранилища; на фиг. 2 сечение А — А на фиг. 1.

Земляная плотина включает гребень 1, верховой пологий откос, который в зоне действия волн на длине BE выполнен в виде кривой волноустойчивым и содевжит верхний участок, укрепленный грави,".ным плащом 2, нижний участок 3 из одпородпогс грунтового материала, а в зоне мертвого объема от нижнего предела размывающего действия волн до основания 4 имеет статически устойчивый участок 5, верховой клин 6, качественную часть 7 и низовой обжатый откос 8. Плотина расположена на основании 4 и образует зеркало 9 водохранилища.

Для каждого уровня воды УВ, и очертания зеркала 9 водохранилища наблюдается соответствующая длина разгона

Д; волн, которая наряду со скоростью ветра, его направлением, и характеристикой водоема определяет элементы волн: длину

Д1, и высоту Ив1, По элементам волн и характеристикам материала верхового откоса расчетом может быть установлено соответствующее заложение 1:mi верхового откоса в зоне действия волн BE.

При заполнении водой водохранилища происходит увеличение площади зеркала 9, возрастание длины разгона Д i волн, из высоты hei и длины З,i. В связи с чем воздействие волн на откос увеличивается, а для обеспечения волноустойчивости откоса, сложенного из однородного материала, он должен быть выполнен более пологим.

Так для уровня воды в водохранилище

УВ, расположенного на высоте от уровня мертвого объема на расстоянии аУл, длина разгона волн составляет Д,, при которой элементы волн равны: длина Я, высота Ьв

Этим элементам волн и грунтовому материалу нижнего участка 3 соответствует волноустойчивый откос с заложением 1:m,, Для уровня воды в водохранилище (уровень мертвого объема) длина разгона волн и их элементы составляют соответственно

Д»,Я.,, ha<, причемД,>Д». Тогда при одинаковых условиях, определяющих волновое воздействие, скорость ветра, его направление, характеристика водоема, элементы волн Яз и Ьв больше, чем для уровня УМО и для получения волноустойчивого откоса необходимо заложение 1:в», которое при однородном материале откоса меньше, чем заложение 1:1,, т. е. по высоте к гребню 1 плотины нижний участок 3 (ДЕ) верхового волноустойчивого откоса, выполненного из однородного грунтового материала, уполаживается.

Для нормального подпертого уровня воды в водохранилище длина разгона волн составляет Д и соответственно . элементы волн равны: длина Я,, высота he+ . Этим элементам волн и гравийному материалу 2 соответствует волноустойчивый откос с заложением 1:m,. Для уровня воды в водо1126651

Фиг. 2

BHHHHH Заказ 8650/22 Тираж 643 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хранилище УВ, расположенного на высоте нормального подпертого уровня на расстоянии ьУ, длина разгона волн и их элементы соответственно равны Д„Л,,Ие„, при этом

Д >Дл. Тогда при указанных выше одинаковых условиях элементы волн J1> иЬи, больше, чем для уровня УВа и для получения волноустойчивого откоса необходимо заложение 1:m„êîòîðîå при однородном материале гравийного плаща меньше, чем заложение 1:йт„т. е. по высоте к гребню

1 плотины верхний участок ВС верхового волноустойчивого откоса также уполажи вается.

В пределе при бесконечно малой разности между уровнями воды в водохранилище, т. е. при условии „ "=dy, поперечный профиль волноустойчйвого откоса оптимальный и имеет форму кривой, координаты которой можно устанавливать по уровню (1).

При этом ось х направлена в сторону водохранилища и проходит через точку Е, расположенную на верховом откосе на глубине, равной нижнему пределу размывающего действия волн, элементы которых определены для уровня мертвого объема, ось . у направлена вертикально и проходит через точку В, расположенную на верховом откосе выше НПУ на расстоянии, равном верхнему пределу размывающего действия волн, складывающимся из высоты наката волны на откос и высоты ветрового нагона.

Для земляной плотины, показанной на 30 фиг. 2, т. е. которая в зоне сработки уровней воды в водохранилище имеет верховой откос, слагаемый однородными грунтами и гравийным плащом, уравнение (1) справедливо для участков ВС и ДЕ. Сопряжение верхнего участка, укрепленного гравийным 5 плащом 2, и нижнего участка 3 (ДЕ) из однородного грунтового материала осуществляют кривой СД с кривизной меньшей, чем в точке С.

В случае если верховой откос сложен из однородного материала уравнение (1) справедливо на участке от уровня, расположенного от нормального подпертого уровня на расстоянии, равном верхнему пределу размывающего действия волн, до уровня, расположенного на глубине от УМО, равной нижнему пределу размывающего действия волн, элементы которых определяются для УМО.

Оптимальный поперечный профиль в отношении волновой устойчивости может быть установлен также графоаналитическим методом. Выполняя расчеты по уравнению (1), определяют „- — — „—, для соответствующих

dv 1 уровней воды в водохранилище, вычерчивают ломаную линию, отрезки которой имеют соответствующий коэффициент заложения i. При этом пересечение соседних отрезков рекомендуется располагать на середине интервала ау. Далее в ломаную линию впи-, сывают кривую таким образом, чтобы отрезки этой линии были касательными к кривой в точках пересечения с соответствующим уровнем (на фиг. 2 точки а, в, 1 и (1).

Полученный поперечный профиль должен быть проверен на статическую устойчивость.

Применение земляной плотины с оптимальным волноустойчивым поперечным профилем в зоне действия волн на строительстве

Копетдагского, Малауского и Зеидского водохранилищ ка Каракумском канале уменьшает объем земляных работ на 20—

30%, сокращает стоимость, сроки строительства и площади земель, занятых под плотину.