ЗЕМЛЯНАЯ ПЛОТИНА
EARTH DAM

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к плотинам из грунтовых материалов. Наиболее распространенным видом плотин из грунтовых материалов является земляная плотина, включающая тело, возводимое из мелкозернистых грунтов, например песков.
Тело из мелкозернистых грунтов можно возводить в полном поперечном профиле плотин или в центральной его части.
Недостатком этих плотин является плохое качество их примыкания к трещиноватым скальным береговым массивам, так как песок тела плотины может выноситься фильтрационным потоком через трещины берегового массива, тем самым снижая фильтрационную прочность сооружения.
От вышеуказанного недостатка свободна и наиболее близка (прототип) к предлагаемому изобретению земляная плотина [1].
Известная земляная плотина, включающая тело, возводимое из мелкозернистых грунтов, с целью обжатия профиля и повышения фильтрационной прочности выполнена с расположенным в береговых примыканиях переходящим слоем из разнозернистых грунтов.
Недостатком известной плотины является возможность нарушения суффозионной прочности переходящего слоя из разнозернистого грунта, так как согласно [2] значительная часть разнозернистых грунтов подвержена суффозии, при которой происходит вынос фильтрационным потоком мелких частиц заполнителя из толщи грунта. Этот процесс может вызвать деформации тела плотины, оползание откосов, увеличение фильтрационных расходов, нарушение работы дренажных устройств и т.д. Кроме того, при послойном возведении переходной зоны из разнозернистых грунтов происходит их сегрегация, в результате которой формируется фильтрационная анизотропия сооружения, т.е. водопроницаемость тела плотины в горизонтальном направлении на много превышает ее водопроницаемость в вертикальном направлении.
Цель изобретения - обеспечение суффозионной прочности и фильтрационной изотропности переходящего слоя.
Эта цель достигается тем, что переходящий слой из разнозернистых грунтов выполнен с добавлением глинистого грунта в количестве, обеспечивающем в получаемой грунтовой смеси содержание мелкозема (фракции условным диаметром меньше 5 мм) не менее 40% и пылевато-глинистых фракций не менее 15% при непрерывной гранулометрии и 35% при прерывистой гранулометрии.
Такая грунтовая смесь, называемая в практике строительства суглинисто-щебенистым или скелетно-глинистым грунтом, является несуффозионной и имеет повышенную сопротивляемость размыву фильтрационным потоком на контакте с трещиноватыми породами [3].
Опыт строительства Нурекской плотины в Таджикистане и плотины Тери в Индии показал, что противофильтрационные устройства, возведенные из грунтовых смесей вышеуказанного гранулометрического состава, фильтрационно изотропны.
Для уменьшения градиентов фильтрационного потока и скорости движения воды вдоль контакта плотины с береговым скальным массивом тело плотины расширено в местах примыкания к скальному массиву.
На чертежах показано, как осуществляется предлагаемое изобретение: фиг.1 - план плотины, фиг.2 - продольное сечение по гребню плотины, фиг.3 - гранулометрический состав смеси разнозернистого грунта с глинистым грунтом в переходящем слое.
Земляная плотина состоит из тела 1, возводимого из мелкозернистого грунта, переходящего слоя 2, возводимого из разнозернистого грунта с добавлением глинистого грунта, берегового скального массива 3 и разнозернистого аллювиального грунта 4 в основании плотины.
Гранулометрический состав смеси разнозернистого грунта с глинистым грунтом, обеспечивающий суффозионную прочность переходящего слоя плотины, характеризуется кривой 5 при непрерывной гранулометрии и кривой 6 при прерывистой гранулометрии. Все разновидности смесей разнозернистого (или неоднородного согласно действующего в настоящее время ГОСТа 25100-95 "Грунты. Классификация") грунта с глинистым грунтом, описываемые кривыми гранулометрического состава, расположенными выше кривых 5 и 6, при возведении плотины позволяют создать суффозионно прочный и фильтрационно изотропный переходящий слой, расположенный в береговых примыканиях.
Изобретение может быть использовано также при строительстве земляных плотин в инженерно-геологических условиях, при которых на берегах имеются выходы растворимых в воде горных пород.
Источники информации
1. Новожилов А.П. Земляная плотина. А.с. 388087, опуб. 22.06.1973, Бюл.№28.
2. Буренкова В.В., Макран Б.А. К обоснованию надежности суффозионной прочности грунтов в гидротехнических сооружениях. // Энергетическое строительство. №12, 1983.
3. Ронжин И.С. Некоторые критерии оценки фильтрационной прочности оснований гидротехнических сооружений. // Гидротехническое строительство, №7, 1974.