Мат, имеющий повышенную сцепляемость с поверхностью (варианты)
Мат предназначен для укрепления берегов, защиты трубопроводов, создания оснований разнообразного назначения. Мат состоит из блоков объединенных связями. Блоки выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата. Толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков. Блоки с большей и меньшей толщиной расположены в полотне мата поочередно. Каждый блок большей толщины граничит как минимум с одним блоком меньшей толщины как в продольном, так и в поперечном направлении мата. Во втором варианте выполнения мата блоки одинаковой толщины сгруппированы. Все или часть блоков каждой толщины объединены не менее чем в две группы. В третьем варианте все или часть блоков одной большей толщины объединены в одну группу. Группа размещена в центральной или в краевой части мата. В четвертом варианте выполнения мата блоки разной толщины расположены в полотне мата в хаотичном порядке. Существенно увеличена проникающая способность мата в поверхность. 4 н.п. ф-лы, 30 з.п. ф-лы, 4 ил.
Полезная модель относится к области строительства, а именно: к гидротехническим сооружениям для укрепления берегов, дамб, русел, бортов каналов или для балластировки и защиты подводных переходов трубопроводов от размыва потоками воды, их защиты от переносимых течением предметов, а также для защиты иных инженерных сооружений; к средствам для укрепления откосов; к покрытиям из готовых сборных элементов, в частности - для пешеходных дорожек и тротуаров, а также постоянных или временных дорог для техники на гусеничном ходу, для оснований опор мостов или аналогичных сооружений; к строительным элементам специального назначения - для установки, в частности, трубопроводов или других объектов.
Одним из получивших широкое распространение типов матов, способных выполнять данные назначения, является универсальный гибкий мат из твердых блоков, которые объединены в единое однослойное полотно гибкими связями, а форма блоков и расстояние между соседними блоками выбраны из условия обеспечения подвижности блоков относительно друг, друга.
Характерным примером такого типа матов является мат, известный из патентного документа US 4375928 A (опубликовано 08.03.1983).
Однако для матов данного типа характерен ряд известных недостатков.
Согласно сведениям из описаний изобретений RU 2129635 C1 (опубликовано 27.04.1999), RU 2352714 C2 (опубликовано 20.04.2009), RU 2364678 C2 (опубликовано 20.08.2009) и RU 2365702 C1 (опубликовано 27.08.2009) серьезным недостатком известного мата является его низкая сцепляемость с грунтом. Кроме того, как было отмечено в описании к патенту на полезную модель RU 102014 U1 (опубликовано 10.02.2011), указанное изобретение не обеспечивало надежного удержания гибкого бетонного покрытия при высоких скоростях потока воды, например, во время паводка на равнинных реках.
Наиболее близким аналогом настоящей полезной модели является «Гибкое защитное бетонное покрытие», известное из описания к патенту РФ на изобретение 
2365702 C1 (опубликовано 27.08.2009).
Известное покрытие представляет собой мат, содержащий совокупность блоков. В известном мате блоки объединены в единое полотно связями. Блоки выполнены сужающимися по направлению от центральной плоскости полотна мата. Причем толщина у части блоков отличается по величине от толщины других блоков этого же мата. Блоки одинаковой толщины сгруппированы.
Форма нижней части блоков известного мата позволяет осуществить их заглубление в поверхность на относительно большую глубину, что обеспечивает высокую сцепляемость известного мата с поверхностью.
Однако высокая сцепляемость мата с поверхностью может быть достигнута только при погружении мата в грунт, предпочтительно не прилагая лишних усилий, то есть путем самозаглубления, благодаря весу и форме блоков.
При этом в качестве важного фактора, влияющего на возможность самозаглубления, выступает плотность поверхности. Чем большую плотность имеет поверхность, тем труднее осуществить погружение мата в грунт, даже воздействуя на него сверху техническими средствами.
Известный мат может быть использован только на относительно рыхлых, илистых поверхностях, что ограничивает область его применения, так как уже на грунтах средней плотности наблюдается недостаточное самозаглубление блоков мата, что ведет к его недостаточной фиксации на поверхности.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение области применения матов данного типа.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в увеличении проникающей способности мата в поверхность, что позволяет благодаря эффекту самозаглубления (или при помощи технологически возможного воздействия) заглублять блоки мата не только в рыхлых грунтах, но и в грунтах средней и высокой плотности, и обеспечивать благодаря этому высокую степень сцепления мата с поверхностью.
Технический результат достигается благодаря тому, что в первом варианте выполнения технического решения мат содержит совокупность блоков, объединенных в единое полотно связями. Все или только часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата. Кроме того, толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков. Причем блоки с большей и меньшей толщиной расположены в полотне мата поочередно, каждый блок большей толщины граничит как минимум с одним блоком меньшей толщины как в продольном, так и в поперечном направлении мата.
В частном случае своего выполнения мат содержит одинаковые блоки большей толщины и одинаковые блоки меньшей толщины.
В другом частном случае своего выполнения блоки разной толщины расположены в полотне мата в шахматном порядке.
Во втором варианте технического решения, мат содержит совокупность блоков, объединенных в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата. При этом толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, а блоки одинаковой толщины сгруппированы. Причем что все или часть блоков объединены не менее чем в две группы, что выполняется по меньшей мере для двух разных толщин блоков.
В частном случае выполнения мата, группы блоков расположены в полотне мата в шахматном порядке.
Также в частном случае, группы блоков расположены в полотне мата в виде чередующихся полос.
В третьем варианте технического решения мат содержит совокупность блоков, объединенных в единое полотно связями, а все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата. Толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, а блоки одинаковой толщины сгруппированы. При этом все или часть блоков одной толщины, имеющей большую величину, чем средняя толщина всех блоков мата, объединены в одну группу.
В частном случае выполнения мата по данному варианту группа блоков размещена в центральной части мата.
В четвертом варианте технического решения мат содержит совокупность блоков, характеризуется тем, что блоки объединены в единое полотно связями, а все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата. Кроме того, все или часть блоков имеют разную толщину с данной стороны мата, а блоки разной толщины расположены в полотне мата в хаотичном порядке.
В частных случаях выполнения мата по любому из представленных вариантов отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1 или больше 1,5 или больше 2.
Также в частных случаях выполнения мата по любому из представленных вариантов число блоков большей толщины составляет 10÷90% от общего числа блоков в мате.
В других частных случаях выполнения мата по любому из представленных вариантов число блоков большей толщины составляет 10÷50% или 50÷90% от общего числа блоков в мате.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами, на которых показан вид сбоку краевой части матов различного выполнения в разрезе.
Фиг.1: известный мат.
Фиг.2: пример первого варианта мата.
Фиг.3: пример второго варианта мата.
Фиг.4: пример частного случая третьего варианта мата.
Конструктивное выполнение мата известного типа показано на фиг.1.
Как и в известном мате, маты по всем вариантам настоящей полезной модели содержат блоки 1 и 2, представляющие собой объемные тела. Блоки выполнены сужающимися по направлению как от нижней, так и от верхней сторон мата, в данном случае - от центральной плоскости полотна, в которой находятся соединяющие блоки связи. Такая форма нижних частей блоков позволяет осуществить их заглубление в грунт. В зависимости от особенностей применения мата блоки выполняют в форме усеченных тетрагональных бипирамид, конусов или полусфер. Блоки обычно изготавливают из бетона или полимербетона.
Блок 1 является блоком краевой части мата. Блоки 2 являются блоками внутренней части мата. Все блоки соединены между собой связями 3 в единое однослойное полотно, представляющее собой, например, сетчатую структуру с блоками в местах пересечения связей.
В качестве соединительного элемента для соединения блоков - связей, предпочтительно используют тросы, канаты или ленты: металлические (например, стальные), синтетические (например, капроновые или полиамидные) или композитные.
Во всех вариантах выполнения технического решения толщина (высота) с нижней стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков (фиг.2). Причем в данном примере реализации блоки с большей (позиции 1 и 22 на фиг.2) и меньшей (позиция 21) толщиной расположены в одном ряду полотна мата поочередно, каждый блок большей толщины граничит с одним блоком меньшей толщины как в продольном, так и в поперечном направлении мата (за блоком меньшей толщины 21 расположен блок большей толщины 23).
При установке мата поверхности касаются сначала только самые толстые, то есть наиболее выступающие вниз блоки. Площадь контакта мата с поверхностью при этом оказывается меньшей, чем если бы поверхности касались все блоки, то есть вес мата приходится не на все блоки. Под действием силы тяжести или внешнего воздействия мат начинает погружаться в грунт. Чем глубже мат погружается в грунт, тем большее число блоков начинает опираться на поверхность и интенсивность погружения снижается, однако в данный момент времени мат уже надежно закреплен на поверхности и ему не грозит смещение с заданного места.
Для большинства применений достаточно изготовить одинаковыми как блоки большей толщины, так и блоки меньшей толщины, хотя возможно изготовление мата с блоками больших номиналов их толщины.
Примером чередования блоков является расположение их в шахматном порядке.
Во втором варианте технического решения, блоки одинаковой толщины сгруппированы между собой. Причем все или часть блоков каждой из двух толщин объединены более чем в две группы. На фиг.3 показаны три группы (позиции 4, 5 и 6) блоков большей толщины и только одна группа блоков меньшей толщины (позиция 7), остальные группы блоков меньшей толщины на фиг.3 не показаны. Группировка блоков по данному варианту технического решения позволяет провести частичную подготовку поверхности перед установкой мата путем создания в поверхности ряда выемок для групп более толстых блоков (подготовить таким образом поверхность для установки обычного мата технически невозможно из-за большого числа и малых размеров блоков). Данный вариант полезной модели целесообразен для применения на плотных поверхностях.
В частных случаях выполнения мата группы блоков расположены в полотне мата в шахматном порядке или в виде чередующихся полос, в зависимости от особенностей применения мата.
В третьем варианте технического решения все или часть блоков одной толщины, имеющей большую величину, чем средняя толщина всех блоков мата, объединены в одну группу.
Пример выполнения мата по данному варианту с группой блоков в центральной части мата показан на фиг.4. Подобное выполнение мата хорошо подходит для организации защиты бортов узких каналов. Блоки, которые предназначены для расположения под углом к горизонтальной поверхности сложно вдавить в поверхность, поэтому целесообразно выполнить их более тонкими, обеспечивающими только защитную функцию бортов канала. Фиксация мата осуществляется группой более толстых блоков, расположенных в центре мата и блоками по краям мата, которые также выполнены более толстыми.
В четвертом варианте технического решения блоки разной толщины расположены в полотне мата в хаотичном порядке. Подобная структура мата предпочтительна при установке на сильно изрытую поверхность.
В частных случаях выполнения мата по любому из представленных вариантов отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1 или больше 1,5 или больше 2, в зависимости от типа поверхности.
Также в частных случаях выполнения мата по любому из представленных вариантов число блоков большей толщины составляет 10÷90% от общего числа блоков в мате, выбор конкретной величины также зависит от типа поверхности.
1. Мат, содержащий совокупность блоков, характеризующийся тем, что блоки объединены в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата, а также тем, что толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, отличающийся тем, что блоки с большей и меньшей толщиной расположены в полотне мата поочередно, причем каждый блок большей толщины граничит как минимум с одним блоком меньшей толщины как в продольном, так и в поперечном направлении мата.
2. Мат по п.1, отличающийся тем, что содержит одинаковые блоки большей толщины и одинаковые блоки меньшей толщины.
3. Мат по п.1, отличающийся тем, что блоки разной толщины расположены в полотне мата в шахматном порядке.
4. Мат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1.
5. Мат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,5.
6. Мат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 2.
7. Мат, содержащий совокупность блоков, характеризующийся тем, что блоки объединены в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата, а также тем, что толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, отличающийся тем, что блоки с большей и меньшей толщиной расположены в полотне мата поочередно, причем блок большей толщины граничит как минимум с одним блоком меньшей толщины как в продольном, так и в поперечном направлении мата.
8. Мат по п.7, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1.
9. Мат по п.7, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,5.
10. Мат по п.7, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 2.
11. Мат, содержащий совокупность блоков, характеризующийся тем, что блоки объединены в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата, а также тем, что толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, а блоки одинаковой толщины сгруппированы, отличающийся тем, что все или часть блоков объединены не менее чем в две группы, что выполняется по меньшей мере для двух разных толщин блоков.
12. Мат по п.11, отличающийся тем, что группы блоков расположены в полотне мата в шахматном порядке.
13. Мат по п.11, отличающийся тем, что группы блоков расположены в полотне мата в виде чередующихся полос.
14. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1.
15. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,5.
16. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 2.
17. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-90% от общего числа блоков в мате.
18. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-50% от общего числа блоков в мате.
19. Мат по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 50-90% от общего числа блоков в мате.
20. Мат, содержащий совокупность блоков, характеризующийся тем, что блоки объединены в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата, а также тем, что толщина с данной стороны мата у части блоков отличается по величине от соответствующей толщины других блоков, а блоки одинаковой толщины сгруппированы, отличающийся тем, что все или часть блоков одной толщины, имеющей большую величину, чем средняя толщина всех блоков мата, объединены в одну группу.
21. Мат по п.20, отличающийся тем, что группа блоков размещена в центральной части мата.
22. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1.
23. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,5.
24. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 2.
25. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-90% от общего числа блоков в мате.
26. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-50% от общего числа блоков в мате.
27. Мат по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 50-90% от общего числа блоков в мате.
28. Мат, содержащий совокупность блоков, характеризующийся тем, что блоки объединены в единое полотно связями, все или часть блоков выполнены сужающимися по направлению от по меньшей мере одной стороны мата, а также тем, что все или часть блоков имеют разную толщину с данной стороны мата, отличающийся тем, что блоки разной толщины расположены в полотне мата в хаотичном порядке.
29. Мат по п.28, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,1.
30. Мат по п.28, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 1,5.
31. Мат по п.28, отличающийся тем, что отношение величины толщины самого толстого блока к величине толщины самого тонкого блока больше 2.
32. Мат по п.28, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-90% от общего числа блоков в мате.
33. Мат по п.28, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 10-50% от общего числа блоков в мате.
34. Мат по п.28, отличающийся тем, что число блоков большей толщины составляет 50-90% от общего числа блоков в мате.
