SU1693180A1

SU1693180A1 - Earth dam

Info

Publication number: SU1693180A1
Application number: SU894777860A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Хорьков; Григорий Анатольевич Игольников; Вячеслав Михайлович Давиденко; Юрий Борисович Митбрейт; Олег Михайлович Финогенов
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1991-11-23

Abstract

Изобретение относитс к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин из грунтовых материалов в сейсмически опасных районах . Цель изобретени - повышение сейсмостойкости плотины за счет снижени действующих при землетр сени х инерционных нагрузок. Грунтова плотина на основании 1 включает тело 2 с противофиль- трационным элементом 3. Тело 2 содержит верхнюю омоноличенную часть 4 и нижнюю часть 5. В качестве омоноличивающего материала может быть использован любой материал, обладающий упругов зкопласти- ческими свойствами, например лед. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.The invention relates to hydraulic construction and can be used in the construction of dams from soil materials in seismically hazardous areas. The purpose of the invention is to increase the seismic stability of the dam by reducing the inertial loads acting on the earthquakes. The ground dam on base 1 includes body 2 with an anti-seepage element 3. Body 2 contains upper monolithic part 4 and lower part 5. Any material that has elastic and elastic properties, such as ice, can be used as a monolithic material. 1 hp f-ly. 3 il.

Description

Фиг./Fig. /

Изобретение относитс к гидротехнике и может быть применено при возведении массивных подпорных сооружений, преимущественно , вуслови х повышенной сейсмической активности.The invention relates to hydraulic engineering and can be applied in the construction of massive retaining structures, mainly, due to increased seismic activity.

Цель изобретени - повышение сейсмостойкости за счет снижени действующих при землетр сени х инерционных нагрузок.The purpose of the invention is to increase seismic resistance by reducing the inertial loads acting on earthquakes.

На фиг. 1 изображена плотина с омоно- личенной верхней частью, поперечный разрез; на фиг. 2 - схема, по сн юща работу конструкции; на фиг. 3 - структура омоноли- ченного грунта.FIG. 1 shows a dam with an omonarial upper part, a transverse section; in fig. 2 is a diagram explaining the operation of the structure; in fig. 3 - monolithic soil structure.

Грунтова плотина на основании 1 включает тело 2 противофильтрационным элементом 3. Тело 2 состоит из верхней омо- ноличенной 4 и нижней 5 частей, между которыми расположено контактное пространство 6.The ground dam on base 1 includes body 2 with an anti-filtration element 3. Body 2 consists of an upper homogeneous 4 and a lower 5 parts, between which the contact space 6 is located.

В качестве омоноличивающего материала может быть использован любой материал , обладающий упругов зкопластическими свойствами. Однако с технико-экономической точки зрени в северных районах наиболее целесообразен лед. В других сейсмических районах, например в высокогорных районах Средней Азии, более предпочтителен битум, литой асфальтобетон.As a monolithic material can be used any material that has elastic properties. However, from the technical and economic point of view, ice is most expedient in the northern regions. In other seismic regions, for example, in the high-mountainous regions of Central Asia, bitumen, cast asphalt concrete, is more preferable.

Грунтова плотина работает следующим образом.Soil dam works as follows.

В процессе возведени и эксплуатации плотины с противофильтрационным элементом 3 они испытывают гидростатическое давление, а при землетр сении - и динамическое давление, вертикальные и горизонтальные нагрузки. При этом возникают значительные деформации и напр жени , достигающие наибольших величин в верхней (приблизительно 1 /3 высоты сооружени ) части 4 плотины. Возникающие при сейсмическом воздействии колебани этой части плотины могут привести к значительным деформаци м тела плотины вплоть до ее разрушени .During the construction and operation of a dam with an anti-filtration element 3, they experience hydrostatic pressure, and during an earthquake - and dynamic pressure, vertical and horizontal loads. In this case, significant deformations and stresses occur, reaching the highest values in the upper (approximately 1/3 of the height of the structure) part 4 of the dam. The oscillations of this part of the dam, which appear during seismic action, can lead to significant deformations of the dam body or even to its destruction.

Создание в верхней части грунтовой плотины зоны из омоноличенного грунта приводит к существенному изменению характера ее колебаний при динамическом воздействии по сравнению с плотинами, в которых омоноличенные зоны отсутствуют либо распределены по объему сооружени случайным образом. Целенаправленно создаваемые в теле каменно-набросной плотины зоны грунта, омоноличенного упругов зкопластическим материалом, могут выполн ть функции динамических гасителей колебаний, позвол ющих снижать частоту первого (основного) тона собственных колебаний сооружений по сравнению сThe creation of a zone of monolithic soil in the upper part of the earth dam leads to a significant change in the nature of its oscillations under dynamic action compared to dams, in which there are no monolithic zones or are randomly distributed throughout the structure of the structure. Purposefully created zones in the body of the rock fill dam, which are homogeneous with elastic materials, can perform the functions of dynamic vibration dampers, which can reduce the frequency of the first (main) tone of natural oscillations of structures compared to

частотой первого тона гоПсгвенных колеба ний плотины без указанных зон, измен ть формы колебаний гпунтовых сооружений, что в результате приводит к общему снижению инерционных нагрузок и более благопри тному их распределению по объему плотины, обеспечивающему повышение динамической устойчивости сооружени в целом .The frequency of the first tone of dam oscillations without the specified zones, change the oscillation patterns of the puster structures, which as a result leads to a general decrease in inertial loads and more favorable distribution of them over the dam volume, ensuring an increase in the dynamic stability of the structure as a whole.

0Возведение плотины с омоноличивзнием грунта льдом осуществл етс следующим образом.The construction of a dam with monolithic grounding with ice is carried out as follows.

Нижн часть 5 плотины примерно на 2/3 высоты возводитс традиционным спо5 собом - отсыпкой послойно или русами с одновременным возведением противо- фильтрационного элемента 3 Далее с отметки нижней границы из омоноличенного грунта грунт отсыпаетс послойно толщи0 ной 1-2 м с одновременным поливом уложенного сло водой и его укаткой дл образовани жесткого скелетного материала , а также образовани льда в порах грунта. Отсыпка и полив производитс в зимнееThe lower part 5 of the dam is approximately 2/3 of the height erected by the traditional method - dumping in layers or with simultaneous erection of the anti-filtration element 3 Next, from the lower boundary of the monolithic soil, the soil is poured in layers 1-2 m thick with simultaneous watering of the laid layer with water and rolling it to form a rigid skeletal material, as well as the formation of ice in the pores of the soil. Dumping and watering is done in the winter.

5 врем при отрицательных температурах воздуха. Дл создани высокомодульного омоноличенного грунта основным условием вл етс об зательное соприкосновение всех твердых частиц грунта, т.е. их контакт5 time at negative air temperatures. To create a high modulus monolithic soil, the main condition is the mandatory contact of all solid soil particles, i.e. their contact

0 между собой и полное заполнение пор грунта льдом. При выполнении этих условий создаетс материал, обладающий высокими деформативными свойствами, с модулем упругости в 70-100 раз большим, чем грунт,0 between themselves and the complete filling of the pores of the soil with ice. When these conditions are met, a material with high deformative properties is created, with a modulus of elasticity 70-100 times greater than the soil,

5 отсыпаемый без омоноличивани , т.е. соотношение динамических модулей упругости грунта нижней части плотины и омоноличенного грунта верхней части плотины находитс в пределах 0,01...0,015. Соотношение5 poured without monolithic, i.e. the ratio of the dynamic moduli of the elasticity of the soil of the lower part of the dam and the monolithic soil of the upper part of the dam is in the range of 0.01 ... 0.015. Ratio

0 объемов омоноличенной и неомоноличен- ной частей плотины, обеспечивающее эффективное снижение первой собственной частоты плотины, а следовательно, и уменьшение инерционных нагрузок, находитс в0 volumes of monolithic and non-monolithic parts of the dam, which ensures effective reduction of the first natural frequency of the dam, and, consequently, reduction of inertial loads, is in

5 пределах 0,2...0,5.5 within 0.2 ... 0.5.

Изобретение позвол ет обеспечить существенную диссипацию энергии сейсмических колебаний и снижение инерционных нагрузок на сооружение. В результате зна0 чительно повышаетс сейсмостойкость плотины в целом.The invention allows substantial dissipation of seismic energy and reduction of inertial loads on the structure. As a result, the seismic resistance of the dam as a whole significantly increases.

Кроме того, значительно упрощаетс технологи возведени разномодульных элементов грунтовой плотины, посколькуIn addition, the technology of construction of multi-modular elements of the earth dam is greatly simplified, since

5 дл омоноличивани грунта (в том числе песчаного, гравийного и т.д.) достаточно заполнить соответствующим материалом поры грунта. Так, при использовании в качестве упругов зкопластического материала льда это достигаетс простым поливом5 for monolithing soil (including sand, gravel, etc.) it is enough to fill the soil pores with the appropriate material. So, when using ice as an elastic material, this is achieved by simple irrigation.

водой в период отрицательных температур воздуха.water in a period of negative air temperatures.

Claims

1. A soil dam comprising a body, part of which is made of monolithic soil, characterized in that with the aim of improving its seismic resistance by reducing the inertial loads acting on earthquakes, the soil is homogeneous with elastic plastic

material, while from the monolithic soil is made the upper part of the dam.

2. Dam pop. 1, characterized in that ice is used as the elastic materials of the plastic material, and the volume of the upper monolithic part of the dam with respect to the total volume of the dam is within 0.2 ... 0.5, and the ratio of the dynamic elastic moduli of the bottom of the dam and the monolithic soil of the upper part of the dam is in the range of 0.01 ... 0.015.

five

FIG. B

Uas / shts /