Протизсувна споруда для захисту об’єкта

1. Протизсувна споруда для захисту об'єкта, що включає ростверк і вертикальні палі, яка відрізняється тим, що протизсувна споруда розташована по фронту об'єкта, що захищається, під тупим кутом до напряму ліній зміщення зсуву і містить напрямні зсуворозрізні палі, які встановлені під гострим кутом до горизонту з боку руху зсуву у напрямі його ліній зміщення по всьому фронту протизсувної споруди, при цьому кут розташування протизсувної споруди до ліній зміщення зсуву визначений умовою 90°≤≥180°-β, а кут нахилу кожної напрямної зсуворозрізної палі залежить від місця розташування її у фронті протизсувної спо 3 тів і зміни напряму їх зміщення в обхід об'єкту, що захищається. Поставлена задача досягається тим, що протизсувна споруда, що включає ростверк і вертикальні палі, розташована по фронту об'єкту, який захищається, під тупим кутом до напряму ліній зміщення зсуву і містить напрямні зсуворозрізні палі, які встановлені під гострим кутом до горизонту з боку руху зсуву у напрямі його ліній зміщення по всьому фронту протизсувної споруди, при цьому кут розташування протизсувної споруди до напряму ліній зміщення зсуву визначений умовою 90°180° - , а кут нахилу кожної зсуворозрізної палі залежить від місця розташування її у фронті протизсувної споруди, убуваючи у напрямі відхилення ліній зміщення зсуву, і визначений умовою mіnimах у інтервалі від Fmin до Fmax, де  - кут розташування протизсувної споруди по відношенню до напряму ліній зміщення зсуву, град;  - кут тертя зсувного ґрунту по матеріалу палі, град; i кут нахилу до горизонту i-тої напрямної зсуворозрізної палі, град; Fmin, Fmax - мінімальна і максимальна сила тиску зсувного ґрунту на протизсувну споруду, кН/м. Верхній кінець кожної з напрямної зсуворозрізної паль жорстко закріплено з вертикальною палею ростверком, верх якого виведено на денну поверхню зсуву. Нижні кінці паль заглиблено в стійкі ґрунти нижче за поверхню ковзання. Додатковою відмінністю є те, що протизсувна споруда забезпечена підпірною стінкою, яка жорстко закріплена з ростверком, висота і міцність якої розраховані з умови затримання розрахункового об'єму зсувного ґрунту, що випирається. Пропонована конструкція протизсувної споруди створює умови для розтину зсувних мас ґрунтів перед спорудою за рахунок направляючих зсуворозрізних паль, а зміна їх кута нахилу від max до mіn і розташування протизсувної споруди під тупим кутом до лінії зміщення зсувних мас створює у вертикальному і горизонтальному напрямках по фронту споруди різницю тиску від Fmax до Fmin, внаслідок чого відбувається відхилення потоку зсувних мас в обхід протизсувної споруди і об'єкту, який захищається, а влаштування підпірної стінки дає змогу затримати ґрунт зсуву, який випирається перед спорудою, видалити його механічним способом. На фіг.1 представлена схема протизсувної споруди в розрізі, а на фіг.2 - в плані. На фіг.3 обґрунтування залежності зсувного тиску на протизсувну споруду від кута нахилу до горизонту направляючих зсуворозрізних паль і кута тертя зсувного ґрунту по матеріалу зсуворозрізних паль. Протизсувна споруда (фіг.1) складається із вертикальних паль 1, ростверку 2, направляючих зсуворозрізних паль 3, підпірної стінки 4. Зсуворозрізні і вертикальні палі заводяться нижче поверхні ковзання зсуву - 5. Протизсувна споруда 6 (фіг.2) розташована під тупим кутом до ліній зміщення зсувних ґрунтів 8 і направляє потік зсувних ґрунтів 7 в обхід об'єкту, який захищається 9, границя зсуву - 10. Обґрунтування залежності зсувного тиску на споруду від кута нахилу до горизонту направляю 64724 4 чих зсуворозрізних паль і кута тертя зсувного ґрунту по матеріалу зсуворозрізних паль одержана на підставі математичних викладок і перевірена експериментально. Результати моделювання роботи протизсувної споруди для захисту об'єкту від великого зсуву потужністю 10 і 15 м приведені на фіг.3. Вид залежності для визначення величини зсувного тиску подано нижче: tg   F  kh2 tg де F - величина зсувного тиску, кН/м; h - потужність товщі зсувних ґрунтів перед спорудою, м;  - середня об'ємна вага зсувного ґрунту, 3 кН/м ;  - кут нахилу до горизонту направляючих зсуворозрізних паль, град;  - кут тертя зсувного ґрунту по матеріалу палі, град; k - коефіцієнт k=0,65-1,05. На підставі аналізу формули і графіків залежності величини зсувного тиску від нахилу направляючих зсуворозрізних паль до горизонту і кута тертя зсувного ґрунту по матеріалу палі (фіг.3) для окремого зсуву, потужність зсувної товщі ґрунтів в якому поблизу споруди близька до постійної величини h, а об'ємна вага зсувного ґрунту , визначають значення мінімальної і максимальної величини зсувного тиску - Fmin і Fmax. У інтервалі Fmin до Fmax вибирають кут нахилу до горизонту i-тої зсуворозрізної палі залежно від місця її розташування у фронті протизсувної споруди з умови mіnimах. Кут тертя зсувного ґрунту по матеріалу палі  визначає кут  розташування в плані між фронтом протизсувної споруди і напрямком руху зсуву. Конструкція підпірної стіни на ростверку розраховується на величину зусиль від розрахункового об'єму зсувного ґрунту, що підіймається, і передачі від нього тиску при обтіканні їм протизсувної споруди. Протизсувна споруда для захисту об'єкту працює таким чином. При активізації зсуву напрямні зсуворозрізні палі 3 розтинають зсувні ґрунти 7, при цьому змінюється зсувний тиск від Fmax до Fmin по фронту протизсувної споруди у вертикальному і горизонтальному напрямах, що змушує зсувні ґрунти підійматись в місці зустрічі з зсуворозрізними палями 3 і переміщуватись паралельно фронту протизсувної споруди 6 за основною масою зсувних ґрунтів, обтікаючи споруду 6 і об'єкт 9, що захищається. Позитивний ефект від пропонованого винаходу порівняно з відомими технічними рішеннями полягає в тому, що на підставі визначення максимальної величини зсувного тиску при обтіканні споруди отримана можливість розрахувати надійну протизсувну споруду, яка може бути розташована в будь-якій частині зсуву і дозволяє захистити об'єкт без закріплення зсуву в цілому, що значно скорочує витрати на протизсувний захист, особливо в межах великих зсувів. Джерела інформації: 5 1. Билеуш А.И. Оползни и противооползневые мероприятия. - Киев: "Наукова думка", 2009. 559 с. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 64724 6 2. Изобретения СССР. Е02Д29/02. Бюл. № 10,15.03.83 Підписне АС № 1004539 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601