RU2469147C1 - Dam of soil materials - Google Patents

Dam of soil materials Download PDF

Info

Publication number
RU2469147C1
RU2469147C1 RU2011130402/13A RU2011130402A RU2469147C1 RU 2469147 C1 RU2469147 C1 RU 2469147C1 RU 2011130402/13 A RU2011130402/13 A RU 2011130402/13A RU 2011130402 A RU2011130402 A RU 2011130402A RU 2469147 C1 RU2469147 C1 RU 2469147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dam
soil
open
open pores
stones
Prior art date
Application number
RU2011130402/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Петрович Ягин
Владимир Андреевич Вайкум
Валерий Александрович Поваренкин
Original Assignee
Василий Петрович Ягин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Петрович Ягин filed Critical Василий Петрович Ягин
Priority to RU2011130402/13A priority Critical patent/RU2469147C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469147C1 publication Critical patent/RU2469147C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: dam comprises an antifiltration element in the form of a core from clayey soil, upper and lower side prisms from macrofragmental soils, a head of nonfrost-susceptible soil, an asphalted road surface of a dam crest traffic area and sorted stones. Sorted stones are orderly laid onto a dam slope illuminated with sunlight from its crest to the specified level, where they form open pores between each other. Open pores are partially filled with a soil material. At the same time the following conditions are met: ωp>0.2D2s and hf=(03-0.5)Hp, where ωp - area of open pore clear space along its depth; Ds - mean average diameter of stones that form an open pore; hf - height of open pore filling with soil material; Hp - open pore depth.
EFFECT: higher reliability of a dam due to prevention of permafrost formation in the upper part of its core.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении и эксплуатации плотин из грунтовых материалов в северной строительно-климатической зоне.The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the construction and operation of dams of soil materials in the northern climatic zone.

Общеизвестна плотина из грунтовых материалов, которая содержит противофильтрационный элемент в виде ядра из глинистого грунта, верховую и низовую боковые призмы из крупнообломочных грунтов, оголовок из непучинистого грунта (то же защитный слой) и дорожное покрытие проезжей части гребня плотины [1].It is a well-known dam made of soil materials, which contains an anti-filtration element in the form of a core made of clay soil, upper and lower side prisms from coarse soil, a head made of non-porous soil (the same protective layer) and road surface of the carriageway of the dam crest [1].

Недостатком такой плотины является ее недостаточная надежность в северной строительно-климатической зоне. При отрицательных среднегодовых температурах наружного воздуха на местности верхняя часть ядра может промораживаться и в ней может развиться многолетняя мерзлота, часто слоистой текстуры. Так, верхние части плотин с ядром, построенных в северной строительно-климатической зоне, уже проморожены до 8 м и более, т.е. ниже границы сезонного оттаивания и значительно ниже НПУ. Это происходит с образованием в верхней части ядра мерзлого «перекрытия», опертого на слабодеформируемые боковые призмы плотины. Все это обуславливает образование трещин и разуплотненных зон в этой части ядра плотины [2].The disadvantage of such a dam is its lack of reliability in the northern building and climatic zone. At negative average annual outdoor temperatures in the area, the upper part of the core can be frozen and permafrost, often layered, can develop in it. So, the upper parts of the core dams built in the northern climatic zone are already frozen up to 8 m or more, i.e. below the seasonal thawing boundary and well below the NHL. This occurs with the formation of a frozen “overlap” in the upper part of the core, supported by weakly deformed lateral prisms of the dam. All this leads to the formation of cracks and unconsolidated zones in this part of the dam core [2].

Основные конструктивно-технологические особенности известных технических решений (как реализованных, так и нереализованных), направленных на устранение указанного недостатка общеизвестной плотины, заключаются в следующем [3]:The main structural and technological features of well-known technical solutions (both implemented and unrealized), aimed at eliminating the indicated drawback of a well-known dam, are as follows [3]:

- высота оголовка (защитного слоя) Ног достаточна для предотвращения промерзания ядра сверху (экономически оправдано при среднегодовой температуре наружного воздуха не ниже минус 2-3°С);- the height of the tip (protective layer) H og sufficient to prevent freezing of the core from above (economically justified at an average annual outdoor temperature of at least minus 2-3 ° C);

- ядро выше НПУ выполнено из слабопучинистого мерзлого грунта;- the core above the NPU is made of weakly grained frozen soil;

- оголовок плотины содержит жесткую и/или гибкую противофильтрационную диафрагму;- the tip of the dam contains a rigid and / or flexible impervious diaphragm;

- верхняя часть ядра снабжена горизонтально уложенной пленкой, препятствующей миграции воды снизу в промерзающий оголовок;- the upper part of the core is equipped with a horizontally stacked film that prevents the migration of water from below into the freezing tip;

- верхняя часть ядра обогревается водою или электрическим током;- the upper part of the core is heated by water or electric current;

- верхняя часть ядра содержит траншею, заполненную сыпучим или кольматирующим материалом;- the upper part of the core contains a trench filled with loose or clogging material;

- ядро выше НПУ создают путем заполнения связным грунтом траншеи, выполненной в оголовке;- the core above the NPU is created by filling in a trench with cohesive soil made in the tip;

- верхняя часть ядра содержит траншею, заполненную тугопластичным гелеобразным материалом - криофилактиком с низкой температурой замерзания [4];- the upper part of the core contains a trench filled with a refractory gel-like material - a cryophylactic with a low freezing temperature [4];

- в оголовке над ядром выполнена ремонтно-смотровая обогреваемая галерея [5].- in the head above the core, a repair and inspection heated gallery was made [5].

Общие недостатки этих известных технических решений (средств) заключаются в следующем:Common disadvantages of these well-known technical solutions (tools) are as follows:

- их реализация на находящейся в эксплуатации плотине связана со сложными и затратными работами по реконструкции оголовка плотины;- their implementation on a dam in operation is associated with complex and costly reconstruction of the dam head;

- при среднегодовой температуре наружного воздуха ниже минус 7°С работоспособность плотины с реконструированным оголовком может оказаться недостаточной (кроме последнего наиболее затратного оголовка [5]);- at an average annual outdoor temperature below minus 7 ° С, the operability of a dam with a reconstructed head may be insufficient (except for the last most expensive head [5]);

- возможность комбинации двух или более этих технических решений в одной плотине не просматривается.- the possibility of a combination of two or more of these technical solutions in one dam is not visible.

При этом применение в плотине современных теплоизоляционных материалов, известное из ряда технических решений, может только замедлить процесс образования многолетней мерзлоты в верхней части ядра, но не может предотвратить полностью этот процесс.Moreover, the use of modern heat-insulating materials in a dam, known from a number of technical solutions, can only slow down the formation of permafrost in the upper part of the core, but cannot completely prevent this process.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности плотины и экономии средств на ее возведение и эксплуатацию в северной строительно-климатической зоне. Технический же результат заключается в упрощении и удешевлении работ, направленных на предотвращение образования многолетней мерзлоты в верхней части ядра, а также в способности предлагаемого технического решения работать совместно с известными другими аналогичными техническими решениями.The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the dam and save money on its construction and operation in the northern climatic zone. The technical result is to simplify and reduce the cost of work aimed at preventing the formation of permafrost in the upper part of the core, as well as the ability of the proposed technical solution to work in conjunction with known other similar technical solutions.

Задача решается, а технический результат достигпется тем, что плотина из грунтовых материалов содержит противофильтрационный элемент в виде ядра из глинистого грунта, верховую и низовую боковые призмы из крупнообломочных грунтов, оголовок из непучинистого грунта, асфальтированное дорожное покрытие проезжей части гребня плотины и отсортированные камни. Эти отсортированные камни упорядоченно уложены на освещаемый солнцем откос плотины от ее гребня до заданного уровня, где они образуют между собою открытые поры, при этом открытые поры частично заполнены грунтовым материалом. Одновременно удовлетворяются условия:The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that a dam of soil materials contains an anti-filter element in the form of a core of clay soil, upper and lower side prisms from coarse soil, a head made of non-porous soil, asphalt road surface of the carriageway of the dam crest and sorted stones. These sorted stones are orderedly laid on the slope of the dam illuminated by the sun from its crest to a predetermined level, where they form open pores between themselves, while the open pores are partially filled with soil material. At the same time, the conditions are satisfied:

Figure 00000001
Figure 00000001

иand

Figure 00000002
Figure 00000002

где ωп - площадь просвета открытой поры по ее глубине;where ω p - the lumen area of the open pore in its depth;

Dк - среднеарифметический диаметр камней, образующих открытую пору;D to - the arithmetic mean diameter of the stones forming an open pore;

hзп - высота заполнения открытой поры грунтовым материалом; sn h - the height of filling the open pores of soil material;

Hп - глубина открытой поры.H p - the depth of the open pore.

Дополнительно:Additionally:

- удовлетворяется условие- the condition is satisfied

Figure 00000003
Figure 00000003

- плотина содержит тонкослойное покрытие, которое расположено на поверхности непроезжей части гребня плотины, отсортированного камня и заполняющего открытые поры грунтового материала, и которое имеет темный цвет и увеличивает поглощение солнечной радиации непроезжей частью, сортированным камнем и грунтовым материалом, заполняющим открытые поры;- the dam contains a thin layer coating, which is located on the surface of the impassable part of the dam crest, sorted stone and filling the open pores of the soil material, and which has a dark color and increases the absorption of solar radiation by the impassable part, sorted stone and soil material filling the open pores;

- тонкослойное покрытие выполнено из битумного или лакокрасочного или полимерного материала темного цвета;- a thin layer coating is made of bitumen or paint or polymer material of a dark color;

- тонкослойное покрытие увеличивает коэффициент поглощения солнечной радиации непроезжей части, сортированного камня и грунтового материала, заполняющего открытые поры, до величины не менее 0,7.- a thin layer coating increases the absorption coefficient of solar radiation of the impassable part, sorted stone and soil material filling open pores, to a value of not less than 0.7.

Именно выполнение дорожного покрытия из асфальта или асфальтобетона и укладку на откос плотины отсортированного камня по указанным правилам существенно увеличивает способность верхней части плотины поглощать солнечную радиацию, особенно в случае дополнительного выполнения тонкослойного покрытия темного цвета. Это обстоятельство при соответствующей экономически обоснованной высоте оголовка Ног может за счет повышенного запаса тепла от солнечной радиации и обогревающего воздействия фильтрующей по плотине воды предотвратить промерзание верхней части ядра в холодный период года при среднегодовой температуре наружного воздуха на местности около минус 6-7°С.It is the performance of a pavement made of asphalt or asphalt concrete and laying on a slope of a dam of sorted stone according to the indicated rules that significantly increases the ability of the upper part of the dam to absorb solar radiation, especially in the case of additional execution of a thin layer of dark color. This circumstance, with the corresponding economically feasible height of the tip H og , due to the increased heat reserve from solar radiation and the heating effect of filtering water through the dam, can prevent freezing of the upper part of the core in the cold season at an average annual outdoor temperature in the area of about minus 6-7 ° C.

Изобретение поясняется чертежами, на которых схематично изображены:The invention is illustrated by drawings, which schematically depict:

на фиг.1 - верхняя часть плотины, поперечный разрез;figure 1 - the upper part of the dam, a cross section;

на фиг.2 - открытая пора, образованная на откосе отсортированными камнями, при этом откос имеет южную экспозицию, угол его наклона к горизонту α=30°, а солнечный луч для примера также наклонен к горизонту под углом 30°.figure 2 - open pore formed on the slope by sorted stones, while the slope has a southern exposure, the angle of inclination to the horizon α = 30 °, and the sunbeam for example is also inclined to the horizon at an angle of 30 °.

Плотина из грунтовых материалов содержит ядро 1 из глинистого грунта, боковые призмы верховую 2 и низовую 3 из каменной наброски, переходные слои - верховые 4 и 5 и низовые 6 и 7, оголовок 8 из гравелистого песка, и дорожное покрытие 9 проезжей части гребня 10 плотины. Дорожное покрытие 9 выполнено из асфальтобетона, который имеет коэффициент поглощения солнечной радиации не менее 0,9. На освещенный солнцем, например, низовой откос 11 упорядоченно с образованием открытых пор 12 уложены отсортированные камни (далее - камни) 13 (фиг.2). Эти камни 13 уложены от гребня 10 плотины до заданного уровня 14, например до точки А - уровень на высоту высачивания кривой депрессии 15 при НПУ воды в верхнем бьефе.The dam from soil materials contains a core 1 made of clay soil, side prisms top 2 and bottom 3 made of stone, transition layers - top 4 and 5 and bottom 6 and 7, head 8 made of gravel sand, and road surface 9 of the roadway of crest 10 of the dam . The road surface 9 is made of asphalt concrete, which has a solar radiation absorption coefficient of at least 0.9. Sorted stones (hereinafter referred to as stones) 13 (figure 2) are laid on an illuminated by the sun, for example, bottom slope 11 in order to form open pores 12. These stones 13 are stacked from the crest 10 of the dam to a predetermined level of 14, for example, to point A — the level at the height of the suction of the depression curve 15 at the water downstream.

Каждая открытая пора 12 имеет свою глубину Hп и частично на высоту hзп заполнена грунтовым материалом 16. Камни 13 подобраны и уложены с соблюдением условий:Each open pore 12 has its depth H p and partly to a height h cp filled with soil material 16. The stones 13 are selected and laid in compliance with the conditions:

Figure 00000004
Figure 00000004

иand

Figure 00000005
Figure 00000005

где ωп - площадь просвета открытой поры по ее глубине;where ω p - the lumen area of the open pore in its depth;

Dк - среднеарифметический диаметр камней (шаров), образующих открытую пору.D to - the arithmetic mean diameter of the stones (balls) forming an open pore.

Каждый камень 13 имеет свою форму и размеры, при этом за его диаметр Dк принят, как это делают в гидротехнике, диаметр равнообъемного ему шара Dш.Each stone 13 has its own shape and dimensions, while for its diameter D to accepted, as is done in hydraulic engineering, the diameter of the ball is equally volume to him D W.

При плотном размещении на плоскости шаров площадь просвета, приходящаяся на один шар, равна 0,215Dш2, при размещении в шахматном порядке кубов с ребром длиной α площадь просвета, отнесенная на один куб, равна 0,5а2. Исходя из этого условие (1) может быть уточнено до вида:When tightly placed on the plane of the balls, the lumen area per one ball is 0.215D w 2 , when staggered cubes with an edge of length α, the lumen area per one cube is 0.5a 2 . Based on this, condition (1) can be refined to the form:

Figure 00000006
Figure 00000006

а с учетом стремления к увеличению размеров открытых пор, как «ловушек» солнечных лучей 16, условие (1) может быть уточнено и иметь вид (3), т.е.and taking into account the desire to increase the size of open pores, as “traps” of the sun's rays 16, condition (1) can be refined and have the form (3), i.e.

Figure 00000007
Figure 00000007

На поверхности обочин 17 (непроезжей части гребня плотины), отсортированного камня 13 и заполняющего открытые поры 12 грунтового материала 18 целесообразно расположить тонкослойное покрытие 19 (на чертежах показано пунктиром), которое может быть выполнено, например, из битумного или лакокрасочного или полимерного материала темного цвета. Это покрытие 19 увеличивает коэффициент поглощения солнечной радиации покрываемого материала, по меньшей мере, до величины не менее 0,7.On the surface of the roadsides 17 (the impassable part of the dam crest), sorted stone 13 and filling the open pores 12 of the soil material 18, it is advisable to arrange a thin layer coating 19 (shown in dotted lines in the drawings), which can be made, for example, of bitumen or paint or polymer material of a dark color . This coating 19 increases the absorption coefficient of solar radiation of the coated material, at least to a value of not less than 0.7.

Суть теплотехнических расчетов плотины для конкретных природно-климатических условий, ее местонахождения и ориентации относительно сторон света заключается в том, что сначала прогнозируют границу 20 промерзания верхней части в плотине-прототипе, а затем границу 21 промерзания в предложенной плотине. После чего оценивают эффективность работы последней плотины.The essence of the thermotechnical calculations of the dam for specific climatic conditions, its location and orientation relative to the cardinal points is that first they predict the boundary 20 freezing of the upper part in the prototype dam, and then the freezing border 21 in the proposed dam. Then evaluate the efficiency of the last dam.

В случае недостаточной такой эффективности рассматривается возможность дополнения плотины ранее указанным известным техническим решением, конструктивно совместимого с предложенной плотиной.In case of insufficient such efficiency, the possibility of supplementing the dam with the previously indicated known technical solution, structurally compatible with the proposed dam, is considered.

На изображенном на чертежах примере низовой откос 11 имеет южную экспозицию, а угол его наклона к горизонту α=30°, при этом солнечный луч 16 для наглядности также наклонен к горизонту под углом 30°.In the example shown in the drawings, the bottom slope 11 has a southern exposure, and its angle of inclination to the horizon is α = 30 °, while the sunbeam 16 is also inclined to the horizon at an angle of 30 ° for clarity.

Из чертежа (фиг.2) для приведенного примера с очевидностью следует следующее.From the drawing (figure 2) for the above example, the following clearly follows.

1. Солнечный луч 16, упавший на освещаемую поверхность камня 13 выше соответствующего на этой поверхности границы эффективного уровня 22, сразу отразится и возвратится в космос только один раз ослабленный (на фиг.2 уходящие в космос лучи показаны пунктиром). Солнечный луч 16, упавший на поверхность камня 13 ниже этого уровня 22, многократно отразится в пределах открытой поры 12 от камней 13 и от грунтового материала 18 и возвратится в космос уже много раз ослабленный, рассеяв практически всю свою тепловую энергию в такой «ловушке» на низовом откосе 11. Это обстоятельство увеличивает коэффициент поглощения солнечной радиации низовым откосом 11 против такого коэффициента горных пород, из которых откос сложен.1. The sun's ray 16, which fell on the illuminated surface of the stone 13 above the boundary of the effective level 22 corresponding to this surface, will immediately be reflected and return to space only once attenuated (in Fig. 2, the rays going out into space are shown by a dotted line). The sun's ray 16, which fell on the surface of the stone 13 below this level 22, will be reflected many times within the open pore 12 from the stones 13 and from the soil material 18 and will return to space many times weakened, scattering almost all its thermal energy in such a “trap” on downhill slope 11. This circumstance increases the absorption coefficient of solar radiation by downhill slope 11 against such a coefficient of rocks, of which the slope is composed.

2. Максимально высокое положение границы эффективного уровня 22, следовательно, и наибольшее поглощение солнечного тепла низовым откосом 11 будет при перпендикулярном направлении солнечного луча 16 на низовой откос 11, т.е. при наклоне солнечного луча 16 к горизонту под углом 60°.2. The maximum high position of the boundary of the effective level 22, therefore, the greatest absorption of solar heat by the lower slope 11 will be with the perpendicular direction of the sun beam 16 to the lower slope 11, i.e. when the tilt of the sun's ray 16 to the horizon at an angle of 60 °.

Особенность возведения плотины заключаются в следующем:The peculiarity of the dam construction is as follows:

1. При укладке каждого камня 13 на откос низовой 11 и/или верховой 23 производят с приданием поверхности камня 13, обращенной на Юг, наибольшего наклона, в сравнении с наклоном его поверхностей, обращенных в другие стороны. Одновременно с этим обеспечивают заданную проектом конфигурацию открытой поры 12 и ее размеры, а при необходимости и количество и места соприкосновения камня 13 со смежными камнями, образующими эту пору 13.1. When laying each stone 13 on a slope, the bottom 11 and / or top 23 is produced with the surface of the stone 13 facing South, the greatest inclination, in comparison with the inclination of its surfaces facing in other directions. At the same time, the design of the open pore 12 and its dimensions, and, if necessary, the number and places of contact of the stone 13 with adjacent stones forming this pore 13 are provided by the design.

2. При создании тонкослойного покрытия 19 материал на поверхность обочины 17 и откоса 11 и/или 23 целесообразно наносить распылителем, сопло которого следует направлять с Юга на Север, т.е. по преобладающему направлению солнечных лучей 16.2. When creating a thin-layer coating 19, it is advisable to apply the material to the surface of the shoulder 17 and the slope 11 and / or 23 with a spray gun, the nozzle of which should be directed from the South to the North, i.e. in the prevailing direction of sunlight 16.

Особенность работы настоящей плотины в конкретных природно-климатических условиях заключается в следующем.The peculiarity of the operation of this dam in specific climatic conditions is as follows.

1. Обильное поглощение верхней частью плотины тепла солнечной радиации и его накопление преимущественно в теплый период года обеспечивает предотвращение промерзания верхней части ядра 1, следовательно, и образование в ней многолетней мерзлоты в холодный период года при среднегодовой температуре наружного воздуха на местности около минус 6-7°С.Это примерно на 3-4°С ниже, чем в обычной плотине-прототипе, в которой высота Ног оголовка 8, защищающего ядро 1 от промерзания, принимается в соответствии с теплотехническим расчетом и экономическим обоснованием.1. The abundant absorption of solar radiation heat by the upper part of the dam and its accumulation mainly during the warm season ensures the freezing of the upper part of core 1, therefore, the formation of permafrost in it during the cold season at an average annual outdoor temperature of about minus 6-7 S.Eto ° about 3-4 ° C lower than usual dam prototype, in which the height H og tip 8, which protects the core from freezing 1 is adopted in accordance with the heat engineering and economic calculation rationale.

2. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, определяющей расстояние, которое должен пройти солнечный луч, перед тем как попасть на поверхность земли, времени года, прозрачности атмосферы (пыль, водяной пар, озон, атмосферное давление и т.д.). Солнечная радиация обычно измеряется по ее тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени. Солнечная радиация не блокируется облаками и она сильна вблизи полюсов в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. На экватор, а на высоких уровнях и в средних широтах существенной разницы между зимой и летом практически нет, и солнечная радиация действует круглогодично почти с одинаковой интенсивностью.2. The amount of solar radiation depends on the height of the sun, which determines the distance that a sunbeam must travel before it reaches the surface of the earth, season, transparency of the atmosphere (dust, water vapor, ozone, atmospheric pressure, etc.). Solar radiation is usually measured by its thermal effect and is expressed in calories per surface unit per unit time. Solar radiation is not blocked by clouds and it is strong near the poles during the polar days when the sun is even above mid-horizon at midnight. At the equator, and at high levels and in middle latitudes, there is practically no significant difference between winter and summer, and solar radiation acts year-round with almost the same intensity.

3. Интенсивность поглощения верхней частью плотины тепла солнечной радиации зависит от интенсивности солнечного луча 16 на местности, угла его падения на наружную поверхность плотины и коэффициента поглощения солнечной радиации материалом этой поверхности. При этом коэффициент поглощения солнечного излучения зависит от цвета поверхности и изменяется от 0,25 белой глянцевой поверхности (эмаль) до 0,9 и более черной поверхности (асфальтобетон). При этом наиболее распространенные горные породы каменной наброски имеют этот коэффициент поглощения около 0,6 или менее, а именно: песчаник светло-серый 0,62, гранит 0,55, известняк темный 0,5 и известняк светлый 0,35.3. The intensity of absorption by the upper part of the dam of heat of solar radiation depends on the intensity of the sun's beam 16 on the ground, the angle of its incidence on the outer surface of the dam and the absorption coefficient of solar radiation by the material of this surface. In this case, the absorption coefficient of solar radiation depends on the color of the surface and varies from 0.25 of a white glossy surface (enamel) to 0.9 or more of a black surface (asphalt concrete). Moreover, the most common rock formations have an absorption coefficient of about 0.6 or less, namely light gray sandstone 0.62, granite 0.55, dark limestone 0.5 and light limestone 0.35.

4. Грунтовый материал 18 по условию (2) заполняет открытую пору 12 на 30-50 процентов высоты поры Нп.Этого достаточно для фиксации положения камня 13 на откосе плотины и для эффективной передачи в теплый период года тепла с нагретого камня 13 на грунтовый материал откоса низового 11 и/или верхового 23. При этом не происходит снижение поглощения солнечной радиации этими откосами плотины, т.к. поверхность грунтового материала 18 не превышает границы эффективного уровня 22.4. Soil material 18 under condition (2) fills the open pore 12 with 30-50 percent of the pore height N p. This is sufficient to fix the position of the stone 13 on the slope of the dam and to efficiently transfer heat from the heated stone 13 to the soil material in the warm season downstream slope 11 and / or upstream 23. There is no decrease in the absorption of solar radiation by these slopes of the dam, because the surface of the soil material 18 does not exceed the boundary of the effective level 22.

5. Открытые поры 12 уменьшают потери верхней частью плотины тепла за счет создания в этих порах 12 застойных зон при обдувании откоса атмосферным воздухом в теплый период года и за счет усиления задержания снега на откосе в холодный период года.5. Open pores 12 reduce the loss of heat from the upper part of the dam by creating stagnant zones in these pores when blowing the slope with atmospheric air during the warm season and by increasing the retention of snow on the slope during the cold season.

Тонкослойное покрытие 19 при необходимости может быть выполнено в период эксплуатации плотины из изготовленного на месте жидкого материала темного цвета. Этот материал может быть получен из некондиционного графита и/или угля, смешенного после помола с жидким вяжущим составом. Такой слой обеспечит увеличение коэффициента поглощения солнечной радиации наружной поверхностью плотины примерно до 0,8 и более.A thin layer coating 19, if necessary, can be performed during the period of operation of the dam from a dark-colored liquid material made in place. This material can be obtained from substandard graphite and / or coal mixed after grinding with a liquid binder. Such a layer will provide an increase in the absorption coefficient of solar radiation by the outer surface of the dam to about 0.8 or more.

Предложенное изобретение повышает надежность плотины и может при необходимости быть реализовано в любой период эксплуатации плотины, причем независимо от уже осуществленных или осуществляемых с этой целью других технических решений и без создания им помех.The proposed invention improves the reliability of the dam and, if necessary, can be implemented at any time during the operation of the dam, regardless of other technical solutions already implemented or being implemented for this purpose and without creating interference with them.

Обозначения:Designations:

1 - ядро1 - core

2 - верховая боковая призма2 - riding side prism

3 - низовая боковая призма3 - bottom side prism

4 и 5 - верховые переходные слои4 and 5 - upper transitional layers

6 и 7 - низовые переходные слои6 and 7 - lower transitional layers

8 - оголовок8 - tip

9 - дорожное покрытие9 - road surface

10 - гребень (плотины)10 - crest (dam)

11 - низовой откос11 - downhill slope

12 - открытая пора12 - open time

13 - отсортированный камень (далее - камни)13 - sorted stone (hereinafter - stones)

14 - уровень точки А14 - level of point A

15 - кривая депрессии15 - depression curve

16 - солнечный луч16 - sunbeam

17 - обочина (непроезжая часть)17 - roadside (impassable part)

18 - грунтовый материал18 - soil material

19 - тонкослойное покрытие19 - thin coating

20 - граница промерзания в плотине-прототипе20 - freezing boundary in the dam-prototype

21 - граница промерзания в предложенной плотине21 - freezing boundary in the proposed dam

22 - граница эффективного уровня22 - effective level boundary

23 - верховой откос23 - riding slope

Ног - высота оголовкаH og - head height

Нп - глубина открытой порыN p - the depth of the open pore

ωп - наименьшая параллельная откосу площадь открытой поры по ее глубинеω p - the smallest parallel to the slope open pore area along its depth

hзп - высота заполнения открытой поры грунтовым материалом sn h - the height of filling the open pores of soil material

m - заложение низового откоса.m - laying downstream slope.

Источники информацииInformation sources

1. СНИП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов, пп.2.1*, 2.14,2.15.1. SNIP 2.06.05-84 * Dams from soil materials, paragraphs 2.1 *, 2.14,2.15.

2. Ягин В.П. Плотины из грунтовых материалов, возводимые в северной строительно-климатической зоне. // Гидротехническое строительство, 1997, №3.2. Yagin V.P. Dams of soil materials erected in the northern climatic zone. // Hydrotechnical construction, 1997, No. 3.

3. Ягин В.П. Оголовок грунтовой плотины, возводимой в северной строительно-климатической зоне. // Гидротехническое строительство, 2002, №4.3. Yagin V.P. The head of the soil dam being erected in the northern climatic zone. // Hydrotechnical construction, 2002, No. 4.

4. Пат.Российской Федерации №2418132, опубл. 10.05.2011.4. Pat. Of the Russian Federation No. 2418132, publ. 05/10/2011.

5. Пат.Российской Федерации №2207428, опубл. 27.06.2003.5. Pat. Of the Russian Federation No. 2207428, publ. 06/27/2003.

Claims (5)

1. Плотина из грунтовых материалов содержит противофильтрационный элемент в виде ядра из глинистого грунта, верховую и низовую боковые призмы из крупнообломочных грунтов, оголовок из непучинистого грунта, асфальтированное дорожное покрытие проезжей части гребня плотины и отсортированные камни, которые упорядоченно уложены на освещаемый солнцем откос плотины от ее гребня до заданного уровня, где они образуют между собой открытые поры, при этом открытые поры частично заполнены грунтовым материалом и удовлетворяются условия
ωп>0,2
Figure 00000008

и
hзп=(0,3-0,5)Нп,
где ωп - площадь просвета открытой поры по ее глубине;
Dк - среднеарифметический диаметр камней, образующих открытую
пору;
hзп - высота заполнения открытой поры грунтовым материалом;
Нп - глубина открытой поры.
1. A dam made of soil materials contains an antifiltration element in the form of a core of clay soil, upper and lower side prisms from coarse soil, a head made of non-porous soil, an asphalted road surface of the carriageway of the dam crest, and sorted stones that are arranged in an orderly manner on the dam slope from the sun from its crest to a predetermined level, where they form open pores between themselves, while the open pores are partially filled with soil material and the conditions are satisfied
ω p > 0.2
Figure 00000008

and
h sn = (0.3-0.5) N p
where ω p - the lumen area of the open pore in its depth;
D to - the arithmetic mean diameter of the stones forming an open
time to go;
sn h - the height of filling the open pores of soil material;
N p - the depth of the open pore.
2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что удовлетворяется условие ωп>0,3
Figure 00000008
.
2. The dam according to claim 1, characterized in that the condition ω p > 0.3 is satisfied
Figure 00000008
.
3. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что она содержит тонкослойное покрытие, которое расположено на поверхности непроезжей части гребня плотины, отсортированного камня и заполняющего открытые поры грунтового материала, и которое имеет темный цвет и увеличивает поглощение солнечной радиации непроезжей частью, сортированным камнем и грунтовым материалом, заполняющим открытые поры.3. The dam according to claim 1, characterized in that it contains a thin layer coating, which is located on the surface of the impassable part of the dam crest, sorted stone and filling the open pores of the soil material, and which has a dark color and increases the absorption of solar radiation by the impassable part, sorted stone and soil material filling open pores. 4. Плотина по п.3, отличающаяся тем, что тонкослойное покрытие выполнено из битумного или лакокрасочного или полимерного материала темного цвета.4. The dam according to claim 3, characterized in that the thin-layer coating is made of bitumen or paint or polymer material of a dark color. 5. Плотина по п.3, отличающаяся тем, что тонкослойное покрытие увеличивает коэффициент поглощения солнечной радиации непроезжей части, сортированного камня и грунтового материала, заполняющего открытые поры, до величины не менее 0,7. 5. The dam according to claim 3, characterized in that the thin-layer coating increases the absorption coefficient of solar radiation of the impassable part, sorted stone and soil material filling open pores, to a value of not less than 0.7.
RU2011130402/13A 2011-07-20 2011-07-20 Dam of soil materials RU2469147C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130402/13A RU2469147C1 (en) 2011-07-20 2011-07-20 Dam of soil materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130402/13A RU2469147C1 (en) 2011-07-20 2011-07-20 Dam of soil materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469147C1 true RU2469147C1 (en) 2012-12-10

Family

ID=49255755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130402/13A RU2469147C1 (en) 2011-07-20 2011-07-20 Dam of soil materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469147C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105019407A (en) * 2015-04-17 2015-11-04 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 Method and structure for preventing rock-fill dam crest road from cracking

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB975646A (en) * 1962-11-12 1964-11-18 Nederlanden Staat Improvements in covering layers for protecting slopes and the like
SU1060761A1 (en) * 1982-04-19 1983-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Транспортного Строительства (Цниис) Method of erecting an embankement
SU1330247A1 (en) * 1984-12-29 1987-08-15 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Method of technical amelioration of overwatered soils
SU1427027A1 (en) * 1987-03-25 1988-09-30 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Earth dam
RU2207428C2 (en) * 2001-07-02 2003-06-27 Ягин Василий Петрович Earth dam
RU2418132C1 (en) * 2009-08-11 2011-05-10 Открытое акционерное общество "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" Dam of soil materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB975646A (en) * 1962-11-12 1964-11-18 Nederlanden Staat Improvements in covering layers for protecting slopes and the like
SU1060761A1 (en) * 1982-04-19 1983-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Транспортного Строительства (Цниис) Method of erecting an embankement
SU1330247A1 (en) * 1984-12-29 1987-08-15 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Method of technical amelioration of overwatered soils
SU1427027A1 (en) * 1987-03-25 1988-09-30 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Earth dam
RU2207428C2 (en) * 2001-07-02 2003-06-27 Ягин Василий Петрович Earth dam
RU2418132C1 (en) * 2009-08-11 2011-05-10 Открытое акционерное общество "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" Dam of soil materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105019407A (en) * 2015-04-17 2015-11-04 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 Method and structure for preventing rock-fill dam crest road from cracking

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dunne et al. Runoff processes during snowmelt
Woo Permafrost and hydrology
RU2453655C1 (en) Ground dam on permafrost foundation
Abnizova et al. Sustainability of High Arctic ponds in a polar desert environment
Yair et al. Spatial and temporal variability of water percolation and movement in a system of longitudinal dunes, western Negev, Israel
Harris Causes and consequences of rapid thermokarst development in permafrost or glacial terrain
RU2618108C2 (en) Drainage system on permafrost soils
RU2324032C1 (en) Road embankment over permanently frosen soils
CN101418565A (en) Qinghai-tibet railway permafrost wetland ground treatment technique
CN104695298A (en) Complete permeable compound type road surface structure
RU2469147C1 (en) Dam of soil materials
RU2465395C1 (en) Dam from soil materials
US3804543A (en) Trafficked surfaces
CN112923580A (en) Self-circulation anti-freezing expansion heat-collecting device and roadbed thereof
DE102019001010B3 (en) Surface absorber for a heat pump system
Ogilvie The effect of superglacial débris on the advance and retreat of some Canadian glaciers
Miotke Physical weathering in Taylor valley, Victoria land, Antartica
CN211340276U (en) Semi-permeable brick for sponge city laying
West Devensian thermal contraction networks and cracks at Somersham, Cambridgeshire, UK
Yokoyama et al. Seasonal aquifer storage and recovery of heat with groundwater
Czudek et al. Present-day cryogenic processes in the mountains of eastern Siberia
CN101974934B (en) Solar ground mosaic device with ecological environment protection function
Welsh et al. Botanical and physiographic reconnaissance of northern Yukon
Grosso et al. Cryoplanation surfaces in the central andes at latitude 35º S
Ivanov Polar Urals Glaciers and Periglacial Geomorphology