СП 32-102-95, часть 4
3. Глубина местного размыва в глине по формуле (5.6) при F (b ) = 4,00,6 × 0,85× 1,22 = 2,38 и коэффициенте абразивности e = 1,16 (поскольку по руслу движутся песчаные наносы)
h
= 0,77×
6,00,4
2,38
= 3,2 м.
4. Гравийный материал будет засыпать воронку, образованную в глине, поскольку (см. п. И.7.2) размывающая скорость гравия v 0 /e = 1,55/1,115 = 1,39 м/с больше, чем для глины с учетом абразивного воздействия наносов на эти грунты
.
При коэффициентах заложения откоса воронки для гравия m 1 = 1,45 и глины m 2 = 1,0 (см. таблицу Д.1), толщине слоя гравия D = 1,0 м и соответствующих глубинах местного размыва в глине из-за заноса воронки гравием равно
,
поэтому принимаем h d = 0.
Тогда фактическая глубина размыва в глине h 2 - h d = 3,2 м.
Полученная глубина размыва больше суммарной толщины слоев гравия и глины 1,0 + 1,6 = 2,6 м, поэтому вскрывается нижележащий грунт - песок, в котором будет происходить размыв.
5. Для песка со средним диаметром частиц 0,66 мм имеем (по аналогии, как для гравия): w = 0,08 м/с; v 0 = 0,92 м/с; v в = 1,67 м/с и v н = 0,28 м/с.
По формуле (5.2) глубина размыва в песке
м.
6. Полученная глубина размыва больше толщины слоев над вскрываемым грунтом (песком), поэтому указанный грунт будет участвовать в процессе местного размыва. В то же время вышележащие слои (включая сюда и донные наносы) могут оказывать влияние на формирование глубины размыва:
- во-первых, более крупный (гравийный) грунт верхнего слоя будет уменьшать глубину размыва в песке (гравий будет ссыпаться в воронку размыва);
- во-вторых, поступающие в воронку размыва наносы также могут уменьшить глубину размыва.
7. Занос воронки будет происходить только гравийным материалом (отрываемые отдельности глины будут уноситься потоком). При коэффициентах заложения откосов воронки для гравия m 1 = 1,45 и нижележащего слоя песка m 2 = 1,6 (см. таблицу Д.1), толщине слоя гравия D = 1,0 м и соответствующих глубинах местного размыва h 1 = 2,57 м и h 2 = 3,7 м по формуле (И.2) уменьшение глубины местного размыва в песке из-за заноса воронки гравием равно
м.
Соответственно h 2 - h d = 3,7 - 1,65 = 2,05 м.
8. Полученная глубина размыва в песке с учетом заноса гравием оказалась меньше и глубины размыва в заносимом материале (2,57 м), и суммарной толщины слоев гравия и глины (2,60 м). Поэтому, если бы поток не влек донные наносы, к расчету следовало бы принимать глубину размыва до отметки верха песка (2,60 м).
Так как поток влечет наносы, то следует сопоставить полученную глубину размыва 2,60 м с глубиной, которую формируют донные наносы. Из примера Г.1 известно, что эта глубина размыва равна 3,4 м, что больше полученной. Следовательно, окончательно расчетная глубина местного размыва в рассматриваемых условиях равна 2,60 м.
9. Следует обратить внимание на казалось бы парадоксальное обстоятельство: если бы не было слоя глины, глубина размыва (принципиально) оказалась бы меньше принятой, т. е. h = 2,57 м. Эту глубину следует назначать согласно таблице И.1 (при дополнительных условиях h 2 - h d < h 1 и h 2 > h 1 ).
Такой "парадокс" объясняется тем, что при вскрыше нижнего песчаного слоя размеры воронки в плане значительно превосходят эти размеры при формировании воронки в связном материале (коэффициент заложения откосов воронки в глине и песке соответственно равны 1,0 и 1,6). Поэтому и больший объем гравия в первом случае будет засыпать воронку.
Приложение К
(рекомендуемое)
Значение коэффициента Кt при определении размывов
у дамб и конусов моста
Коэффициент Kt , характеризующий увеличение скорости потока в голове дамбы или в верховой части конуса при длине сооружения вверх по течению от оси подходной насыпи l вф меньше требуемой длины (вылета) l в для плавного его обтекания, следует определять по таблице К.1, составленной по формуле
Кt = ехр[0,35l 2 (1 - l вф /l в )2 ],
где l - требуемое для плавного обтекания отношение полуосей дамбы.
Расчетные плановые размеры дамб и конусов рекомендуется определять в плоскости, соответствующей РУВВ - расчетному уровню воды в створе моста.
Если
при расчете коэффициента Кt
окажется, что Kt
³
0,75
,
то следует принимать Kt
= 0,75,
где v
дм
-
расчетная скорость потока у подошвы в створе моста (в процессе общего
размыва на момент наибольшего подпора).
Таблица К.1 - Коэффициент Кt
|
l вф |
Значение Kt при требуемом l |
||||
|
l в |
1,25 |
1,6 |
1,75 |
2,0 |
2,25 |
|
0,9 |
1,00 |
1,00 |
1,01 |
1,01 |
1,02 |
|
0,8 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,06 |
1,09 |
|
0,7 |
1,05 |
1,07 |
1,10 |
1,13 |
1,22 |
|
0,6 |
1,09 |
1,13 |
1,19 |
1,25 |
1,42 |
|
0,5 |
1,15 |
1,22 |
1,30 |
1,42 |
1,72 |
|
0,4 |
1,22 |
1,33 |
1,47 |
1,66 |
2,21 |
|
0,3 |
1,30 |
1,47 |
1,69 |
1,98 |
2,91 |
|
0,2 |
1,42 |
1,60 |
1,98 |
2,44 |
4,04 |
|
0,1 |
1,55 |
1,89 |
2,12 |
3,10 |
5,90 |
Приложение Л
(справочное)
Пример расчета глубин местного размыва
у струенаправляющей дамбы и конуса моста
Пример. Определить глубину местного размыва у левобережной струенаправляющей дамбы и правобережного конуса. В расчетный паводок коэффициенты стеснения потока подходами на левой пойме d л = 0,42, на правой d п = 0,06; глубина воды у голов дамб в бытовых условиях соответственно Н бл = 2,0 м и Н бп = 2,5 м; средний уклон свободной поверхности потока в районе моста i = 0,0002.
Левая пойма сложена суглинком с расчетным сцеплением с р = 2,02× 105 Па; правая пойма - мелким однородным песком со средним диаметром частиц 0,3 мм.
В процессе проектирования мостового перехода определены предмостовой подпор D h в = 0,25 м и расстояние Х 0 = 650 м от моста до вертикали, где устанавливается предмостовой подпор.
Плановые размеры левобережной дамбы приняты полученными по расчету (т. е. дамба имеет достаточную длину вылета и хорошо обтекается потоком); крутизна откосов дамбы m = 2.
У правого устоя запроектирован конус (учитывая малое стеснение потока на пойме). Ширина его вверх по течению от оси подходной насыпи на уровне УВВ составляет l вф = 25 м, хотя по расчету требуется дамба с длиной вылета l в = 42,5 м и отношением полуосей l = 1,5. Крутизна откосов конуса m = 1,5.
Решение. 1. Левая пойма пропускает значительно больший расход воды, чем правая, поэтому с нее надо начинать расчет размывов у дамб. Для этого, в первую очередь, определим глубину Н гл = Н гм и скорость v гл = v гм потока у подошвы головы левобережной дамбы.
2. Глубину потока у подошвы головы левобережной дамбы определим по формуле (6.10)
Н гм = 2,0 + 0,25 = 2,25 м.
По формуле (6.5) коэффициент Шези (принимаем коэффициент шероховатости русла n р = 0,03)
С гм = 2,251/6 /0,03 = 38,3 (м0,5 /с).
3. С учетом относительного расхода воды, проходящего на ширине отверстия моста при отсутствии стеснения,
QL /Q = 1 - (d л + d п ) = 1 - (0,42 + 0,06) = 0,52 и соответственно
QL /Q = 1/0,52 = 1,925 по формуле (6.9)
.
4. По формуле (6.8) средний уклон свободной поверхности потока перед мостом, как бы вызванный стеснением левой мощной поймы,
i м(м) = 0,0002 + 0,845× 0,25/650 = 0,0002 + 0,000325 = 0,525× 10- 3 .
5. По формуле (6.3) скорость потока в голове левобережной дамбы
v
г(м)
= 38,3
(0,2×
10-
6
×
0,525)1/4
=
0,68 м/с.
6. Для правобережного конуса по формуле (6.10)
Н гп = Н гс = 2,5 + 0,25 = 2,75 м.
7. Для определения скорости потока в верховой части правобережного конуса v r(с) по формуле (6.4) предварительно найдем:
- по формуле (6.9)
;
- по формуле (6.8)
i м(с) = 0,0002 + 0,092× 0,25/650 = 0,235× 10- 3 ;
- по формуле (6.6)
b
= 1,55×
0,68 /
=
0,224 > 0,2.
Подставляя вычисленные значения в формулу (6.4), получим
v
г(с)
= 0,68
=
0,36 м/с.
8. Глубину размыва в голове левобережной дамбы определим по формуле (16.1) с учетом того, что ее длина вылета достаточная и она хорошо обтекается потоком (Кl = К l = 1). Для суглинка с расчетным сцеплением С р = 0,02× 105 Па, коэффициенте шероховатости русла n р = 0,03 и глубине потока 2,25 м по графику (см. рисунок А.2) размывающая скорость v 0 = 0,62 м/с. При коэффициенте заложения откоса дамбы m = 2 и Кm = 0,77 (см. п. 6.1.1). Тогда:
м.
9. Расчет глубины размыва в верховой части правого конуса следует также выполнять по формуле (6.1) с учетом того, что его ширина вверх по течению от оси подходной насыпи составляет l вф = 25 м, тогда как для плавного обтекания требуется l в = 42,5 м. При этом следует, что такой конус будет плохо (т. е. с отрывными течениями и водоворотными зонами) обтекаться потоком и поэтому К l = 0,85. Из-за недостаточных плановых размеров конуса по таблице К.1 при l вф / l в =25,0 / 42,5 = 0,59 и требуемом отношении полуосей сооружения l = 1,5 получаем Кl = 1,14. При m = 1,5 Кm = 0,8 (см. п. 6.1.1).
Для мелкого однородного песка со средним диаметром частиц 0,3 мм при глубине потока Н гс = 2,75 м неразмывающая скорость по графику (см. рисунок А.1) v 0 = 0,6 м/с. Тогда
h
=
м.
Приложение М
(обязательное)
Расчетная ширина b береговых опор
и поперечных регуляционных сооружений
За расчетную ширину b береговых опор следует принимать среднюю ширину под водой (до местного размыва) боковой грани опоры, перпендикулярной направлению потока и выступающей из конуса (рисунок М.1).
За расчетную ширину b поперечного регуляционного сооружения следует принимать проекцию его длины l 0 на нормаль к насыпи или берегу (рисунок М.2) и определять по формуле
b = l 0 sin a , (М.1)
где a - угол примыкания поперечного сооружения к насыпи или берегу.
Угол a должен отсчитываться от продольной оси сооружения вниз по течению; на криволинейном участке - между осью сооружения и касательной к оси насыпи или линии берега в точке примыкания к ним. Длину поперечного сооружения l 0 , равную средней длине его продольного сечения под водой, следует определять по формуле
l 0 = l низ - 0,5 mН . (М.2)
где l низ - длина поперечного сооружения понизу вдоль его продольной оси.
Рисунок М.1 - Расчетная ширина береговой опоры
Рисунок М.2 - План поперечных сооружений:
а - при угле примыкания поперечного сооружения a ³ 45° ; б - то же, при a < 45° ; в - определение угла примыкания на криволинейном участке;
1 - подошва (до размыва) откоса сооружения; 2 - урез воды; 3 - схематизированный контур воронки размыва; 4 - расчетный створ; 5 - вертикаль с наибольшей глубиной размыва; 6 - касательная к линии берега
Приложение Н
(рекомендуемое)
Значения коэффициента Кv при определении размывов
у поперечных сечений
Коэффициент Кv , характеризующий поступление наносов в воронку размыва, следует принимать равным:
- при расположении поперечного сооружения на пойме, размывах в связных грунтах или при v £ v 0 Kv = 1;
- при ³ 1,35v 0 и расположении поперечного сооружения в русле
Kv
=
=
0,96 (H
/d
)0,05
; (Н.1)
- при v 0 < v < 1,35v 0 и расположении поперечного сооружения в русле
. (Н.2)
Для
ускорения определения коэффициента
по формуле (1) рекомендуется пользоваться следующими данными:
Н /d 50 100 200 400 600
2,17
1,21 1,25 1,30 1,31
Н /d 1000 2000 40000 6000 10000
1,35
1,41 1,45 1,48 1,52
Приложение П
(справочное)
Примеры расчета размывов у поперечных сооружений
и береговых опор
Пример П.1. Определить глубину местного размыва у шпоры, отжимающей поток на криволинейном русле от насыпи, подошва которой попадает в русло. Русло сложено однородным песком со средним диаметром частиц 0,5 мм; у подошвы насыпи глубина и скорость потока соответственно равны Н = 6,5 м и v = 1,0 м/с.
Шпора запроектирована длиной понизу l низ = 25 м с откосом m = 2; угол примыкания к насыпи a = 35° (см. рисунок М.2).
Решение. 1. Вначале согласно приложению М определим расчетную ширину шпоры b . По формуле (М.2) длина шпоры
l 0 = 25 - 0,5× 2× 6,5 = 18,0 м,
а по формуле (М.1)
b = 18,0 sin 35° = 10,3 м.
2. Глубину местного размыва будем определять по формуле (7.1), поскольку b /Н > 1.
Предварительно в этой формуле определим:
- по формуле (7.4) скорость потока в голове шпоры
v
г
= 1,0 +
м/с;
- по рисунку А.1 размывающая скорость при d = 0,5 мм и Н = 6,5 м, v 0 = 0,87 м/с;
- по формуле (Н.2) при v 0 < v < 1,35v 0 и
= 0,96 (Н
/d
)0,05
= 0,96
=1,55.
Кv = 1 + (1,55 - 1) × (1,0 - 0,87) / (0,35 × 0,87) = 1,235;
- при m = 2 согласно п. 6.1.1 Кm = 0,77, тогда
h
=
×
6,5 ×
0,77 = 3,67 м.
Пример П.2. Для условий примера П.1 определить глубину местного размыва у такой же шпоры, но устраиваемой для отжима потока от вогнутого берега вровень с берегом. При проходе воды в бровках русла глубина и скорость потока у берега Н бр = 4,0 м и v бр = 0,8 м/с (высота сооружения Н 1 = Н бр = 4,0 м).
Решение. 1. Уточним расчетную ширину шпоры l 0 по формуле (М.2)
l 0 = 25 - 0,5 × 2 × 4 = 21 м;
по формуле (М.1) b = 21 sin 35° = 12,05 м.
2. Для условий прохода расчетного паводка (Н = 6,5 м, v = 1,0 м/с) требуется уточнение скорости потока в голове шпоры v г и весового коэффициента f 1 , учитывающего снижение глубины местного размыва за счет затопления сооружения.
По формуле (7.4)
v
г
= 1,0 +
1,0
= 1,15 м/с.
По формуле (5.11)
(при
=
0,615 > 0,3) A
= 1 и j
=
1
/3
f
1
=
=
0,85.
3. Для условий прохода расчетного паводка по формуле (7.1) с учетом коэффициента f 1 (см. п. 7.6) глубина местного размыва равна
h
=
6,5×
0,77×
0,85
= 3,36 м.
4. Согласно п. 7.6 необходимо определить глубину размыва при проходе потока в бровках русла.
По аналогии с проводимыми действиями в примере П.1 имеем:
v
г
= 0,8 +
0,8
= 1,03 м/с;
=
0,96
=
1,5; v
0
= 0,77 м/с, v
0
< v
< 1,35v
0
;
Кv = 1 + (1,5 - 1) (0,88 - 0,77) / (0,35 × 0,77) = 1,20.
Тогда по формуле (7.1)
h
=
4×
0,77
= 2,6 м.
5. К расчету следует принимать большую из полученных глубин местного размыва, т. е. 3,36 м.
Пример П.3. Для условий, приведенных в примере П.1 (Н = 6,5 м, v = 1,0 м/с, d = 0,5 мм) определить глубину местного размыва у береговой опоры (устоя), боковые грани которой не обсыпаны конусом. Причем боковая грань, перпендикулярная направлению потока, в плоскости расчетного уровня (УВВ) выступает из конуса на b max = 10 м (см. рисунок М.1).
Решение. 1. Согласно приложению М расчетная ширина опоры равна средней ширине под водой боковой ее грани, т. е.
b = b max / 2 = 5 м.
2. Поскольку b / Н < 1, то глубину местного размыва следует определять по формуле (7.2), в которой известно из примера П.1 Kv = 1,235 и v 0 = 0,87 м/с.
Согласно п. 6.1.1 для вертикальной стенки (m = 0) Кm = 1.
По формуле (7.3) с учетом b / Н < 1 скорость потока у боковой грани опоры v г = v = 1,0 м/с.
Тогда
h
=
5×
1
= 3,07 м.
Приложение Р
(справочное)
Примеры расчета размывов у подошвы насыпи
на прижимном участке реки от продольных течений
при отсутствии и наличии волновых воздействий
Пример Р.1. Определить глубину размыва у подошвы насыпи с откосом, попавшим в русло, в расчетный паводок. Глубина и скорость потока соответственно равны Н = 6,5 м и v = 1,4 м/с. Русло сложено суглинком с расчетным сцеплением с р = 0,07× 105 Па; поток в русле влечет донные наносы со средним диаметром частиц d = 0,3 мм. Коэффициент шероховатости русла n р = 0,03.
Решение. По формуле (8.6) глубина размыва
h
=
м.
Согласно п. 8.2б, следует проверить по формуле (8.8) возможность заноса полученной глубины размыва донными наносами
м.
К расчету следует принять глубину размыва h = 0,85 м.
Пример Р.2. Для условий примера Р.1 определить глубину размыва у подошвы насыпи от продольных течений при наличии волновых воздействий (расчетная высота волны 0,5 м; средний период волн Т = 1,7 с).
Решение. Вначале определим коэффициент x , учитывающий увеличение размыва от продольных течений при наличии волновых воздействий. При плотности частиц грунта r = 2650 кг/м3 (и воды r 0 = 1000 кг/м3 ) по формуле (8.10)
.
По формуле (8.9)
.
Подставляя коэффициент x в формулу (8.8), имеем глубину размыва
м.
Примечание. Расчет проведен по формуле (8.8), а не (8.6), поскольку из примера Р.1 выяснено, что глубина размыва у подошвы насыпи определяется динамическим равновесием наносов на этом участке русла.
Приложение С
(рекомендуемое)
Определение глубины размыва у подошвы насыпи
от волновых воздействий
С.1. При обрушении волны на откос она разделяется на два противоположных по направлению потока (рисунок С.1). Из потока, идущего вверх по откосу, формируется так называемый накат волны; нисходящие струи, достигая неукрепленной подошвы откоса, могут вызвать размыв дна у основания откосного сооружения (насыпи).
С.2. Скорость струй, идущих вниз по откосу, убывает с глубиной потока. Максимальную скорость нисходящего потока у подошвы откоса (или максимальную донную скорость v дmax ) рекомендуется определять по формуле
, (С.1)
где h в - расчетная высота волны;
l - средняя длина волны;
Н - глубина воды у подошвы насыпи, исчисляемая от статистического подпертого уровня воды перед насыпью (ПУВВ), складывается из глубины воды у насыпи до размыва Н б и глубины размыва h .
Для
определения значения гиперболического косинуса
можно пользоваться графиком (рисунок С.2).
Формула (С.1) справедлива при коэффициенте заложения откоса m £ 3. При более пологих откосах формула завышает значение максимальной донной скорости.
Рисунок С.1 - Схема разрушения волны и формирования воронки размыва:
1 - гребень волны до разрушения; 2 - опрокинутый гребень в момент обрушения волны на откос; 3 - траектория движения частиц воды на гребне волны; 4 - исходящие струи, образующиеся при разрушении волны
С.3. Если окажется, что максимальная донная скорость меньше размывающей донной скорости v д(0) для грунтов в основании насыпи, то размыва у подошвы насыпи не будет.
Рисунок С.2 - Значения гиперболической функции
При v дmax > v д(0) следует задаться глубиной размыва h , определить максимальную донную скорость v дmax при глубине потока перед насыпью Н = Н б + h и сопоставить с v д(0) . Операция повторяется до получения v дmax £ v д(0) .
С.4. По полученной глубине размыва h задают необходимый объем рисбермы для защиты подошвы насыпи от подмыва. При этом крупность камня в рисберме должна обеспечивать устойчивость от воздействия исходящего с откоса потока при глубине воды у насыпи Н . Для предотвращения размывов у подошвы откосов основание насыпи следует укреплять на ширину не менее глубины воды перед откосом.
Пример. Определить возможный размыв и соответственно необходимость укрепления подошвы откоса от волнового воздействия при глубине потока перед насыпью Н = 3,2 м, расчетной высоте и средней длине волны соответственно h в = 0,75 м l = 8,4 м; в основании насыпи - суглинок с расчетным сцеплением с р = 0,04× 105 Па.
Решение.
По формуле (С.1) определяем максимальную донную скорость у подошвы
откоса. При
по графику (см. рисунок С.2) имеем
.
Тогда
м/с.
2. По формуле (8.12) эквивалентный диаметр суглинка d э = 7,5(0,1 + 10× 0,04) = 3,08 мм, для которого размывающая донная скорость по графику (см. рисунок 8.1) v д(0) = 0,52 м/с.
Поскольку v дmax > v д(0) , необходимо укрепление подошвы откоса.
3. По графику (см. рисунок 8.1) из условия v д(0) ³ v дmax крупность камня d к , которым можно укреплять подошву откоса, равна d к ³ 20 мм.
4. Для определения размыва у подошвы насыпи без его укрепления поступим следующим образом:
- из формулы (С.1) определяем требуемое значение гиперболической функции при v дmax = v д(0) = 0,52 м/с
;
- по графику (см. рисунок С.2) находим для полученного значения гиперболической функции H /l = 0,63;
- определяем глубину потока у подошвы насыпи после размыва Н = 0,63× 8,4 = 5,28 м; откуда глубина размыва h = 5,28 - 3,2 = 2,08 м.
Приложение Т
(рекомендуемое)
Определение радиусов кривизны излучины
Т.1. Радиус кривизны потока у вогнутого берега или прислоненного откоса насыпи определяют по формуле
r = r и + В р /2, (Т.1)
где r и - минимальный радиус кривизны излучины по оси русла шириной В р .
Т.2. Радиус кривизны потока по оси русла r и , когда поток не выходит из бровок русла, совпадает с радиусом кривизны излучины и может быть определен по формуле
r
и
= r
и(бр)
=
, (Т.2)
где а и - расстояние от середины шага излучины l и до ее вершины по оси русла (рисунок Т.1).
Т.3. При выходе воды на пойму радиус кривизны потока r и увеличивается по сравнению с тем же в бровках русла r и(бр) и равен
r
и
= r
и(бр)
, (Т.3)
где Н р , Н н - средняя глубина потока и глубина потока у вогнутого берега в рассматриваемом створе русла при проходе расчетного паводка;
Н рбр , Н ибр - соответствующие глубины потока в бровках русла.
При устройстве срезки грунта со стороны выпуклого (противоположного укрепляемому) берега радиус кривизны потока r и при выходе на пойму можно принимать по формуле (Т.3) с коэффициентом 1,1 - 1,2.
Т.4. Если между продольной осью насыпи и берегом на входе трассы в русло будет угол более 10° , то для входного участка, составляющего не менее ширины нестесненного русла В р , радиус кривизны русла r и независимо от уровня воды рекомендуется принимать по формуле (Т.2).
Пример. Определить глубину местного размыва у подошвы насыпи (см. рисунок Т.1), возникшего в связи с нарушением естественного хода руслового процесса.
Русло шириной В р = 260 м сложено однородным песком со средним диаметром частиц 0,5 мм; минимальный радиус кривизны излучины по оси русла r и = 600 м. Когда поток достигает бровки русла, средняя глубина в русле Н рбр = 4 м; глубина у вогнутого берега Н ибр = 6 м; средняя скорость потока v рбр = 0,8 м/с. При расчетном паводке средние глубина и скорость потока в русле Н р = 6,5 м и v р = 1,0 м/с. Речной откос насыпи крутизной m = 2 укреплен каменной наброской.
Решение. 1. Вначале определим радиус кривизны потока по оси русла r и при выходе воды на пойму. При средней глубине потока в русле при расчетном уровне и уровне в бровках русла Н р = 6,5 м и Н рбр = 4 м, а также глубине потока у вогнутого берега (у подошвы насыпи) при расчетном уровне
Н и = Н ибр + (Н р - Н рбр ) = 6 + (6,5 - 4) = 8,5 м
по формуле (Т.3)
м.
Рисунок Т.1 - К определению радиуса кривизны потока r и :
1 - направление течения; 2 - ось русла; 3 - конец и начало излучины; 5, 6 - трасса и ее входной участок
2. Радиус кривизны потока у вогнутого берега по формуле (Т.1)
r = 680 + 260/2 = 810 м.
3. По графику (см. рисунок А.1) размывающая скорость для частиц грунта 0,5 мм и глубине потока Н = Н р = 6,5 м v 0 = 0,87 м/с.
4. Определяем для расчетного уровня (при проходе расчетного паводка) глубину местного размыва у подошвы насыпи по формуле (8.13) при коэффициенте шероховатости укрепления (каменной наброски) n = 0,03 и коэффициенте формы укрепления М = 1 [см. пояснения к формуле (8.13)].
= 0,67× 6,5× e1,12 - 8,5 = 13,3 - 8,5 = 4,8 м.
5. Согласно п. 8.8 необходимо также определить глубину местного размыва у подошвы насыпи, когда поток только достиг бровки берега.
По
формуле (8.13) при Н
= Н
рбр
= 4 м, v
р
= v
рбр
= 0,8 м/с, v
0
= 0,77
м/с (при глубине потока 4 м), r
и
= 600 м и r
= 600 +
=
730 м глубина размыва равна
м.
6. Поскольку полученная глубина размыва меньше рассчитанной при расчетном уровне, за искомую следует принимать h = 4,8 м.
7. Для уменьшения глубины размыва устроим срезку грунта со стороны выпуклого берега. Тогда радиус кривизны потока в русле при расчетном уровне примем равным 1,15× r и = 1,15× 680 » 780 м (см. п. Т.3), r = 780 + 260/2 = 910 м, и глубина размыва по формуле (Т.3) будет равна 2,85 м.
Как видим, устройство срезки грунта на противоположном (укрепляемому) берегу является эффективным методом снижения размывов у вогнутых берегов русел.
Ключевые слова: глубина местного размыва, опора моста, струенаправляющая дамба, конус моста, подошва насыпи, регуляционные сооружения, грунты связные и несвязные.
Содержание
Введение
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Определения
4. Общие положения
5. Промежуточные опоры мостов
5.1. Размыв в однородных несвязных грунтах
5.2. Учет неоднородности несвязных грунтов
5.3. Размыв в связных грунтах
5.4. Учет слоистого залегания грунтов
6. Струенаправляющие дамбы и конуса мостов
6.1. Размыв в однородных несвязных и связных грунтах
6.2. Учет неоднородности и слоистого залегания грунтов
7. Поперечные регуляционные сооружения и береговые опоры
8. Размыв у подошв насыпей и закрепленных берегов русел от продольных течений, волновых воздействий и нарушения естественного хода руслового процесса
Приложение А. Расчетные характеристики наносов и грунтов
Приложение Б. Коэффициент формы свайных фундаментов
Приложение В. Значения приведенной ширины b a характерных форм опор
Приложение Г. Примеры расчета местного размыва у промежуточных опор мостов
Приложение Д. Уменьшение глубины размыва d т за счет ступеней на границе элементов промежуточной опоры, находящихся выше отметки общего размыва
Приложение Е. Уменьшение глубины размыва d ф за счет обнажаемой в процессе местного размыва части массивного фундамента
Приложение Ж. Определение среднего диаметра частиц слоя отмостки и их содержание в грунте при расчете местных размывов у опор
Приложение И. Расчет размывов у промежуточных опор при слоистом залегании грунтов
Приложение К. Значение коэффициента Кt при определении размывов дамб и конусов моста
Приложение Л. Пример расчета глубины местного размыва у струенаправляющей дамбы и конуса моста
Приложение М. Расчетная ширина b береговых опор и поперечных регуляционных сооружений
Приложение Н. Значения коэффициента Кv при определении размывов у поперечных сооружений
Приложение П. Примеры расчета размывов у поперечных сооружений и береговых опор
Приложение Р. Примеры расчета размывов у подошвы насыпи на прижимном участке реки от продольных течений при отсутствии и наличии волновых воздействий
Приложение С. Определение глубины размыва у подошвы насыпи от волновых воздействий
Приложение Т. Определение радиусов кривизны излучины