ОСУШИТЕЛЬНАЯ ДРЕНАЖНАЯ ТРУБА
DRAINAGE DISCHARGE PIPE

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа.
Известна дренажная труба, выполненная с круглым сводом и контуром нижней половины поперечного сечения дренажной трубы, образованным пересечением выпуклых участков двух гипербол, соединенных с круглым сводом по горизонтальной оси (авторское свидетельство СССР на изобретение №894049, МПК E02B 11/00, 1981 г.).
Основными недостатками указанной дренажной трубы является относительные сложность, неравнопрочность конструкции, а также относительно малое живое сечение лотковой части трубы.
Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) к предлагаемому техническому решению является осушительная дренажная труба с расположенными в ее нижней части лотковой частью и верхней части водоприемной частью с перфорационными отверстиями, с двумя продольными ребрами жесткости, расположенными в верхней части трубы, причем поперечное сечение осушительной дренажной трубы выполнено в виде круга (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1339195, МПК E02B 11/00, 1987 г.).
Недостатками осушительной дренажной трубы - прототипа являются сложность изготовления конструкции, материалоемкость и недостаточная прочность в отдельных частях конструкции дренажной трубы в сложных грунтовых и сейсмических условиях.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение материалоемкости и повышение прочности осушительной дренажной трубы в сложных грунтовых и сейсмических условиях.
Для решения поставленной задачи в осушительной дренажной трубе с расположенной в ее нижней части лотковой частью и в верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями, с продольными ребрами жесткости и выполненная в поперечном сечении в виде фигуры постоянной ширины, в поперечном сечении она выполнена в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло в дренажной траншее направлен вертикально вниз, образуя тем самым отходящими от него двумя гранями лотковую часть дренажной трубы, а грань, обращенная вертикально вверх, образует водоприемную часть дренажной трубы, при этом продольные ребра жесткости формируются угловыми зонами треугольника Релло.
Сущность изобретения заключается в том, что в поперечном сечении осушительная дренажная труба выполнена в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло в дренажной траншее направлен вертикально вниз, образуя тем самым отходящими от него двумя гранями лотковую часть дренажной трубы, а грань, обращенная вертикально вверх, образует водоприемную часть дренажной трубы, при этом продольные ребра жесткости формируются угловыми зонами треугольника Релло.
Такой новый признак, как выполнение осушительной дренажной трубы в поперечном сечении в виде треугольника Релло, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что у осушительной дренажной трубы с сечением в виде треугольника Релло при одинаковых площадях сечения с осушительной дренажной трубой с сечением в виде круга повышается как наружная, так и внутренняя поверхности, которые относятся к оригинальным циклоидным формам, свойственным реллоидам, это придает осушительной дренажной трубе более высокую устойчивость и прочность по отношению к избыточным статическим и динамическим нагрузкам. Второй новый признак - как направление одного из углов треугольника Релло в дренажной траншее вертикально вниз, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника Релло у трубы располагается в контакте с грунтовым основанием трубы, которое при экстремальных эксплуатационных нагрузках может неравномерно деформироваться. Третий новый признак, заключающийся в том, что отходящие от нижнего угла треугольника Релло две грани образуют лотковую часть дренажной трубы, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что при помощи оригинальных геометрических свойств треугольника Релло формируется наиболее оптимальная лотковая часть сечения дренажной трубы. Четвертый новый признак, заключающийся в том, что грань, обращенная вертикально вверх, образует водоприемную часть дренажной трубы, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что при помощи оригинальных геометрических свойств треугольника Релло формируется наиболее оптимальная водоприемная часть сечения дренажной трубы. Пятый новый признак, заключающийся в формировании продольных ребер жесткости угловыми зонами треугольника Релло, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что за счет оригинальных геометрических свойств треугольника Релло без дополнительных усилительных элементов конструкции равномерно по поперечному сечению естественным образом образуются продольные ребра жесткости.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в упрощении конструкции, уменьшении материалоемкости и повышении прочности осушительной дренажной трубы в сложных грунтовых и сейсмических условиях. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".
На фиг. 1 показана осушительная дренажная труба, уложенная в траншею, поперечный разрез.
Осушительная дренажная труба укладывается в борозду 1, устроенную на дне дренажной траншеи 2. Глубина борозды 1 выполнена превышающей диаметр дренажной трубы на величину требуемого объема фильтрующей засыпки 3. Один из углов 4 реллообразного поперечного сечения дренажной трубы укладывается на дно борозды 1. Отходящие от нижнего угла 4 две грани 5 дренажной трубы образуют ее лотковую часть. Обращенная вверх грань 6 дренажной трубы с перфорационными отверстиями (или щелями) 7 образует водоприемную часть.
Осушительный дренаж сооружают следующим образом.
При помощи траншеекопателя роется дренажная траншея 2 на необходимую глубину. Затем образуют на дне траншеи 2 борозду 1 шириной, соизмеримой с диаметром дренажной трубы. Дренажную трубу, одним из углов 4 по поперечному сечению трубы объединяющую две грани 5 трубы, которые формируют лотковую часть трубы, укладывают на дно борозды 1. После этого сверху верхней грани 6 трубы с перфорационными отверстиями 7 борозда 1 заполняется фильтрационной засыпкой 3 (гравий, щебень, крупнозернистый песок). Затем траншея засыпается грунтом обратной засыпки.
Дренажные трубы объединяются при помощи специальных муфт между собой в дренажный трубопровод.
Осушительный дренаж работает следующим образом.
Вода из грунта просачивается через фильтрационную засыпку 3, а затем через перфорационные отверстия 7 водоприемной грани 6 дренажной трубы поступает в полость трубы и по лотковой части течет по заданному уклону в сторону коллектора.
a
a
Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса , центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной .
a
a
2
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна , то его площадь равна (π-√3)/2. Следовательно, при равных площадях треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с осушительной дренажной трубой, имеющей круглое поперечное сечение, осушительная дренажная труба, имеющая поперечное сечение в виде треугольника Релло, имеет больший периметр, а следовательно, большую поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений.
Поверхность осушительной дренажной трубы с поперечным сечением в виде треугольника Релло по сравнению с осушительной дренажной трубой с круглым поперечным сечением увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Релло по сравнению с кругом той же площади диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5% за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость предложенной осушительной дренажной трубы увеличивается.
Наиболее жесткие участки в реллообразной дренажной трубе естественным образом равномерно по поперечному сечению формируются в угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов 4 реллообразной осушительной дренажной трубы расположить в нижней части. Образуемая таким образом нижняя часть дренажной трубы более устойчива по отношению к неравномерным деформациям неустойчивых грунтов в основании трубы. Это подтверждают проведенные модельные исследования.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в упрощении конструкции, уменьшении материалоемкости (так как не требуется устройства дополнительных продольных ребер жесткости) и повышении прочности осушительной дренажной трубы в сложных грунтовых и сейсмических условиях.