Плотины из грунтовых материалов

Талая плотина - плотина, грунты тела и основания которой имеют положительную температуру или находятся частично в мерзлом состоянии и позволяют существовать фильтрационному потоку в теле и основании или только в основании плотины.

Тало-мерзлая плотина - плотина, у которой отдельные по напорному фронту участки возводятся по разным принципам строительства. Сопряжения между талыми и мерзлыми участками плотины осуществляются за счет использования охлаждающих устройств.

Талик - участок горной породы с положительной температурой, расположенный в массиве вечномерзлых пород.

Талик речной - талая зона пород под руслом реки, ограниченная мерзлыми породами.

Талик сквозной - талик, прорезающий всю толщину вечномерзлых грунтов в основании водотока и сопрягающийся с подмерзлотными талыми породами.

Мерзлотная завеса - ледогрунтовая стенка, создаваемая в массиве талого грунта с помощью охлаждающих устройств, обладающая водонепроницаемостью и способностью выдерживать механические нагрузки.

Висячая мерзлотная завеса - завеса, нижняя часть которой не смыкается с верхней гранью вечномерзлых грунтов.

Глухая мерзлотная завеса - завеса, которая смыкается с толщей вечномерзлых грунтов основания.

Замораживающие системы - комплексы, состоящие из отдельных или объединенных в группы охлаждающих устройств, установленных в теле и (или) основании плотины, для замораживания и охлаждения грунта.

Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ) - теплообменные устройства различного типа, применяемые для охлаждения и замораживания грунта за счет естественных температур воздуха.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8* Рекомендуемое ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТА 1. Теплофизические характеристики грунта (теплопроводность l и объемная теплоемкость С) определяют опытным путем в соответствии с ГОСТ 26263-84.

2. При расчетах температурного состояния сооружений II - IV классов и их оснований, а также при выполнении предварительных теплотехнических расчетов расчетные значения теплофизических характеристик талых и мерзлых песков, супесей, суглинков, глин, заторфованных грунтов и торфа допускается принимать по табл. 3 обязательного приложения 1 СНиП 2.02.04-88.

3. Для супесчано-суглинистых грунтов, укладываемых в противофильтрационные устройства плотин, рекомендуется принимать расчетные значения теплофизических характеристик при аналогичных по плотности и влажности величинах по табл. 3 приложения 1 СНиП 2.02.04-88, а для больших значений плотности уложенного грунта и оптимальных влажностей - по табл. 1 настоящего СНиП.

4. Расчетные значения теплофизических характеристик дресвяно-щебенистых грунтов с супесчано-суглинистым заполнителем, грунтовых смесей с содержанием крупных фракций (диаметром более 2 мм) Р_k = 0,1-1,0 и супесчано-суглинистых грунтов с содержанием крупнообломочных включений Р_k > 0,1 по массе допускается принимать по табл. 2 настоящего приложения.

5. Для засоленных хлоридами Na и Са искусственных грунтов и грунтовых смесей, используемых для укладки в тело плотины, теплофизические характеристики рекомендуется определять по табл. 3 настоящего приложения.

Таблица 1

Плотность (сухого грунта) r_df, т/м³

Грунты

талый

мерзлый

суммарная влажность W_tot,, доли единицы

теплопроводность, l_th , Вт/(м×°С) [ккал/(м×ч×°С)]

теплоемкость C_th, Дж/(м³×°С)10^-6 [ккал/(м³×°С)]

плотность (сухого грунта) r_df, т/м³

суммарная влажность W_tot,, доли единицы

теплопроводность, Вт/(м×°С) [ккал/(м×ч×°С)]

теплоемкость, Дж/(м³×°С)10^-6 [ккал/(м³×°С)]

-

-

-

-

1,7

0,03

0,56 (0,51)

1,35 (320)

1,8

0,02

0,47 (0,41)

1,40 (330)

-

-

-

-

2,2

0,03

1,13 (0,98)

2,30 (550)

2,2

0,03

1,14 (0,98)

2,05 (490)

-

-

-

-

1,6

0,06

0,52 (0,44)

1,35 (320)

1,9

0,08

1,13 (0,98)

2,15(510)

1,9

0,07

0,92 (0,79)

2,20 (525)

2,1

0,08

1,18 (1,02)

2,50 (595)

2,1

0,08

1,26 (1,08)

2,25 (535)

2,2

0,07

1,87 (1,61)

2,50 (595)

2,2

0,07

1,09 (0,94)

1,80 (420)

1,6

0,12

0,63 (0,54)

2,05 (490)

1,6

0,11

0,54 (0,49)

1,80 (420)

1,8

0,12

0,85 (0,73)

2,30 (550)

1,8

0,12

0,78 (0,67)

2,20 (525)

2,2

0,12

1,55 (1,33)

3,00 (715)

2,2

0,13

0,84 (0,72)

2,75 (655)

1,6

0,13

0,68 (0,58)

2,15 (510)

1,6

0,13

0,76 (0,66)

1,75 (420)

1,8

0,13

1,02 (0,87)

2,30 (550)

1,8

0,13

1,12 (0,97)

2,35 (560)

2,0

0,13

1,31 (1,12)

3,05 (725)

2,0

0,13

1,37 (1,14)

2,55 (610)

1,6

0,19

1,09 (0,93)

2,80 (665)

1,6

0,19

1,09 (0,94)

2,25 (535)

1,8

0,19

1,31 (1,13)

3,00 (715)

1,8

0,19

1,20 (1,03)

2,30 (550)

1,9

0,19

1,82 (1,39)

3,20 (760)

1,9

0,19

1,35 (1,16)

2,70 (645)

1,6

0,23

1,21 (1,04)

3,15 (750)

1,6

0,24

1,05 (0,91)

2,30 (550)

1,8

0,24

1,56 (1,35)

3,35 (795)

1,8

0,24

1,20 (1,03)

2,35 (560)

Таблица 2

Содержание крупных фракций d > 2 мм, r_k доли единицы

Плотность сухого грунта r, т/м³

Суммарная влажность грунта W_tot, доли единицы

Теплопроводность грунта, Вт/(м×°С) [ккал/(м×ч×°С)]

Объемная теплоемкость грунта, Дж/(м³×°С)10^-6 [ккал/(м³×°С)]

l_th

l_f

C_th

C_f

0,10

1,60

0,04

0,40 (0,34)

0,48 (0,41)

1,53 (365)

1,03 (244)

1,60

0,08

0,63 (0,55)

0,63 (0,54)

1,86 (444)

1,59 (380)

1,60

0,13

0,88 (0,76)

0,74 (0,64)

2,37 (565)

1,60 (380)

1,60

0,16

1,19(1,02)

1,26 (1,09)

2,54 (605)

1,95 (465)

1,60

0,21

1,20 (1,03)

1,28 (1,10)

3,32 (790)

2,30 (550)

0,20

1,60

0,12

0,83 (0,72)

0,77 (0,66)

2,32 (550)

1,51 (360)

1,60

0,16

0,88 (0,76)

1,04 (0,90)

2,42 (580)

1,93 (460)

1,60

0,21

1,11 (0,96)

1,27 (1,09)

3,10 (740)

1,97 (470)

0,30

1,60

0,05

0,44 (0,38)

0,38 (0,33)

1,60 (380)

0,87 (205)

1,60

0,08

0,65 (0,56)

0,59 (0,51)

2,05 (485)

1,40 (340)

1,60

0,14

0,81 (0,70)

-

2,25 (535)

-

1,60

0,22

1,08 (0,93)

-

2,80 (660)

-

0,45

1,60

0,04

0,36 (0,31)

0,33 (0,28)

1,38 (330)

1,21 (290)

1,60

0,12

0,65 (0,56)

0,72 (0,62)

2,18 (520)

1,48 (350)

1,60

0,16

0,81 (0,70)

0,76 (0,66)

2,18 (520)

1,64 (390)

1,80

0,20

1,13 (0,97)

1,13 (0,97)

3,18 (760)

2,43 (580)

0,60

1,60

0,12

0,80 (0,69)

0,85 (0,73)

2,13 (730)

1,42 (340)

2,00

0,16

1,63 (1,41)

1,66 (1,43)

2,66 (635)

2,27 (540)

1,80

0,20

1,70 (1,47)

1,64 (1,41)

3,18 (760)

2,50 (600)

0,70

1,70

0,04

0,37 (0,32)

0,55 (0,77)

1,63 (390)

1,16 (280)

1,60

0,08

0,49 (0,42)

0,65 (0,56)

1,87 (445)

1,59 (380)

1,60

0,12

0,92 (0,79)

0,77 (0,66)

2,11 (500)

1,61 (385)

1,85

0,16

1,51 (1,30)

1,45 (1,25)

2,50 (600)

2,10 (500)

1,85

0,17

1,63 (1,41)

1,70 (1,74)

3,01 (720)

2,38 (550)

0,85

1,60

0,04

0,36 (0,31)

0,41 (0,35)

1,44 (345)

0,93 (220)

1,60

0,09

0,71 (0,61)

0,59 (0,51)

1,91 (450)

1,53 (364)

1,70

0,12

1,00 (0,86)

0,97 (0,84)

2,25 (540)

1,35 (321)

1,85

0,16

1,77 (1,53)

-

2,74 (650)

2,31 (550)

1,80

0,17

1,80 (1,55)

1,51 (1,30)

3,11 (740)

2,23 (530)

1,00

1,60

0,04

0,42 (0,36)

0,42 (0,36)

1,50 (360)

0,88 (210)

1,60

0,09

0,88 (0,76)

0,80 (0,69)

1,98 (470)

1,47 (350)

1,60

0,12

1,01 (0,87)

1,05 (0,91)

2,09 (500)

1,60 (380)

1,60

0,16

1,07 (0,92)

1,49 (1,28)

2,28 (540)

2,12 (510)

1,60

0,21

1,35(1,16)

1,64(1,40)

2,88 (690)

2,10 (500)

Обозначения, принятые в таблице:

l_th; l_f - теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунтов;

C_th; C_f - объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунтов.

Таблица 3

Концентрация порового раствора К, т/м³

Плотность сухого грунта r, т/м³

Суммарная влажность грунта W_tot, доли

единицы

Теплопроводность грунта, Вт/(м×°С) [ккал/(м×ч×°С)]

Объемная теплоемкость грунта Дж/(м³×°С)10^-6 [ккал/(м³×°С)]

l_th

l_f

C_th

C_f

А. Засоление хлоридами Nа

0,04

1,55

0,13

0,90(0,78)

0,70(0,60)

2,45(580)

1,55(370)

1,80

0,13

0,99(0,85)

0,86(0,74)

2,95(700)

1,80(430)

1,90

0,13

1,20(1,03)

1,06(0,91)

3,20(760)

2,05(490)

1,60

0,19

1,08(0,93)

1,12(0,97)

2,50(595)

2,50(595)

1,80

0,19

1,27(1,09)

1,04(0,90)

2,95(702)

2,80(665)

1,95

0,19

1,43(1,23)

1,24(1,07)

3,30(785)

3,00(715)

1,60

0,22

1,19(1,03)

1,24(1,07)

2,65(630)

2,60(705)

1,80

0,22

1,44(1,24)

1,26(1,08)

3,35(800)

2,40(570)

1,55

0,26

1,28(1,10)

1,15(1,03)

3,10(740)

2,95(705)

0,16

1,60

0,13

0,97(0,84)

0,78(0,67)

2,25(535)

3,80(905)

1,80

0,13

1,14(0,98)

1,04(0,89)

2,85(680)

4,25(1015)

2,00

0,13

1,40(1,21)

1,28(1,10)

2,30(550)

4,45(1060)

1,60

0,17

1,00(0,86)

0,83(0,72)

2,35(560)

3,30(785)

1,85

0,17

1,19(1,03)

1,01(0,87)

2,70(645)

4,60(1100)

1,95

0,17

1,51(1,30)

1,00(0,86)

3,00(715)

4,55(1085)

1,60

0,21

1,16(1,00)

1,02(0,88)

2,70(645)

4,10(975)

1,70

0,20

1,27(1,09)

1,43(1,23)

2,85(680)

4,35(1035)

1,80

0,20

1,55(1,34)

1,28(1,10)

3,10(740)

5,70(1360)

1,60

0,25

1,24(1,07)

1,16(1,00)

2,80(665)

4,45(1060)

0,26

1,60

0,13

0,86(0,74)

0,91(0,79)

2,15(510)

1,95(465)

1,80

0,13

1,08(0,93)

0,92(0,80)

2,50(595)

1,95(465)

2,00

0,13

1,27(1,09)

1,16(1,00)

2,85(680)

2,10(500)

1,60

0,17

0,93(0,80)

0,72(0,62)

2,35(560)

1,70(405)

1,80

0,16

1,12(0,97)

1,05(0,91)

2,70(645)

2,30(550)

2,00

0,17

1,38(1,18)

1,06(0,92)

3,05(730)

2,35(560)

1,60

0,19

1,01(0,87)

1,01(0,87)

2,65(630)

2,05(490)

1,80

0,19

1,30(1,12)

1,11(0,96)

3,05(730)

2,20(525)

1,60

0,21

1,21(1,04)

0,94(0,81)

2,85(680)

2,75(655)

Б. Засоление хлоридами Ca

0,05

1,70

0,13

0,95(0,82)

0,92(0,79)

2,65(630)

1,95(465)

1,80

0,13

0,88(0,76)

0,93(0,80)

2,75(655)

2,05(490)

2,00

0,13

1,44(1,24)

1,20(1,03)

2,75(655)

2,25(535)

1,60

0,17

0,98(0,85)

1,00(0,86)

2,65(630)

2,35(560)

1,80

0,17

1,29(1,11)

1,14(0,98)

3,05(725)

2,50(595)

2,00

0,17

1,42(1,22)

1,24(1,07)

3,15(750)

2,95(700)

1,50

0,22

0,86(0,75)

0,94(0,81)

2,55(610)

2,35(560)

1,60

0,23

0,99(0,85)

1,04(0,90)

3,05(730)

2,75(655)

1,80

0,22

1,24(1,07)

1,64(1,41)

3,15(750)

2,70(645)

0,12

1,60

0,13

0,55(0,47)

0,54(0,47)

2,85(680)

2,20(525)

1,90

0,13

1,45(1,25)

1,07(0,92)

2,95(705)

3,30(785)

2,00

0,13

1,55(1,34)

1,13(0,97)

3,05(725)

3,70(880)

1,60

0,15

0,84(0,72)

0,73(0,63)

2,55(610)

2,95(700)

1,80

0,15

1,45(1,25)

0,92(0,79)

2,95(705)

3,25(775)

2,00

0,15

1,59(1,37)

0,94(0,81)

3,20 (760)

3,85 (915)

1,60

0,21

0,90(0,78)

1,16(1,00)

2,75 (665)

3,90 (930)

1,80

0,21

1,36(1,17)

0,91(0,79)

2,88 (690)

3,90 (930)

0,27

1,55

0,12

0,70 (0,60)

0,64 (0,55)

2,10 (500)

1,50 (360)

1,80

0,12

0,81 (0,70)

0,98 (0,84)

2,30 (550)

1,95 (465)

2,00

0,12

1,20 (1,03)

1,15 (0,99)

2,40 (570)

2,05 (490)

1,60

0,15

0,90 (0,78)

0,79 (0,68)

2,20 (525)

1,90 (450)

1,80

0,15

1,18 (1,02)

0,91 (0,78)

2,60 (620)

1,91 (455)

2,00

0,15

1,21 (1,04)

0,94 (0,81)

2,80 (665)

2,15 (510)

0,39

1,60

0,11

0,71 (0,61)

0,63 (0,54)

2,30 (545)

1,55 (370)

1,90

0,11

1,21 (1,04)

1,12 (0,96)

2,50 (595)

2,05 (490)

2,00

0,11

1,34 (1,16)

1,19 (1,03)

2,55 (610)

2,05 (490)

1,60