СП 32-102-95 Свод правил Сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей Методы расчета местных размывов стр. 14

h_т = 3,28 - 0,1 = 3,18 м.

Как и следовало ожидать, при относительной ширине ступени Ш_т1 / b₂ = 0,5 / 3 << 0,5 влияние ее на размыв незначительное.

Пример Д.2. Для условий примера Д.1 определить глубину местного размыва у опоры, если ее второй (верхний) элемент представляет собой стойку цилиндрической формы (коэффициенты формы и косины М₂ = K₂= 1) шириной b₂ = 1,0 м, а ширина ступени Ш_т1 = 1,5 м.

Решение. 1. Для такой опоры f(b)₂ = 1,0^0,6 x 1 x 1 x 0,305 = 0,305 и соответственно F(b)₂ = 4^0,6 x 0,85 x 1,22 x0,695 + 1,0^0,6 x 1 x 1 x 0,305 = 1,65 + 0,305 = 1,955 м^0,6.

2. По формуле (5.3) глубина местного размыва (без учета влияния ступени)

h = 0,77 x 6^0,4 1,955 = 2,79 м.

3. Для учета влияния на размыв ступени проверяем условие (Д.4), в котором   = Ш_т1 = 1,5 м, а   = h₂ - глубина размыва, приходящаяся на верхний (второй) элемент опоры:

h₂ = 0,77 x 6^0,4 0,305 = 0,44 м.

Поскольку условие соблюдается (1,5 > 0,44 x 1,65), то при расчете местного размыва в F(b)₂ по формуле (5.5)f(b)₂ = 0 т.е. F(b)₂ = f(b)₁ = 1,65.

4. Искомая глубина местного размыва по формуле (5.3)

h_т = 0,77 x 6^0,4 1,65 = 2,35 м.

Тот же результат получается по формуле (Д.1): h_т = 2,79 - 0,44 = 2,35 м.

Приложение Е (рекомендуемое) Уменьшение глубины размыва dф за счет обнажаемой в процессе местного размыва части массивного фундамента

Если в процессе местного размыва обнажается часть массивного фундамента, размеры которого в плане больше соответствующих размеров опоры, то такой фундамент уменьшает наибольшую глубину местного размыва h на величину d_ф. Фактическая глубина размыва будет равна h_ф = h - d_ф.

Глубину d_ф следует определять (рисунок Е.1):

- в грунтах с одинаковыми физико-механическими свойствами при соблюдении неравенства t_max + Ш_ф / m₀ ? h- по формуле d_ф = Ш_ф / m₀;

- в тех же грунтах при несоблюдении указанного неравенства или при слоистом залегании грунтов - графическим путем.

Здесь t_max - глубина заложения (ниже отметки общего размыва) верха наиболее удаленной от тела опоры ступени фундамента;

494 × 318 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок Е.1 - К определению глубины уменьшения размыва d_ф за счет массивного фундамента в грунтах с одинаковыми физико-механическими свойствами:

а - аналитическим способом; б - графическим

408 × 304 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок Е.2 - К определению снижения размыва d_ф в слоистых грунтах

Ш_ф - суммарная ширина ступеней фундамента от ближайшей передней (при a ? 20°) или боковой (при a > 20°) грани опоры (или фундамента), располагающейся выше отметки общего размыва; m₀ - коэффициент заложения откоса с верховой стороны воронки, определяемый по таблице Д.1 для каждого вскрываемого грунта в процессе местного размыва (рисунок Е.2); для всех несвязных грунтовm₀ назначают по среднему диаметру частиц (без учета неоднородности).

При определении уменьшения глубины размыва d_ф графическим путем необходимо (см. рисунки Е.1, б и Е.2):

вычертить в масштабе продольное (при a ? 20°) или поперечное (при a > 20°) сечение опоры;

отложить наибольшую глубину местного размыва на вертикали, где наиболее удаленная от оси опоры ее грань пересекает отметку общего размыва;

от полученной таким образом отметки глубины h провести линию верхового откоса, начиная от дна воронки с заложением 1:m₀, соответствующем грунту, в котором определялся размыв; при слоистых грунтах заложение откоса 1:m₀ в каждом грунте должно соответствовать его физико-механическим свойствам.

По отметке пересечения откоса с фундаментом определяют величину d_ф или непосредственно искомую глубину местного размыва.

Примечание. При определении суммарной ширины ступеней фундамента следует:

- ширину ступеней принимать без каких-либо поправок на их увеличение вдоль направления потока при косорасположенных опорах;

- отсчитывать ширину ступеней фундамента от боковой грани опоры (при любом значении угла a), если ступени с этой стороны уже, чем с передней.

Приложение Ж (рекомендуемое) Определение среднего диаметра частиц слоя отмостки и их содержание в грунте при расчете местных размывов у опор

В случае, предусмотренном п. 5.2.4, а, для определения характеристик грунта в слое отмостки D и p поступают следующим образом. Принимают некоторое содержание р ? 0,02 по массе крупных (отмащивающих) частиц в размываемом грунте и для него подсчитывают средний диаметр частиц D по формуле:

где ?p_i = p.

Принятое значение p и полученную по формуле величину D подставляют в уравнение (5.22). Если окажется p /D > R_p (с точностью ± 5 %), то принимают меньшее значение p, а при p / D < R_p - большее и повторяют те же действия до тех пор, пока подберут значения p и D, удовлетворяющие уравнению (5.22).

Если самая крупная фракция со средним диаметром D_max составляет не менее 2 % массы всего грунта (р ?0,02) и удовлетворяет неравенству p / D_max ? R_p, то в расчет принимают значения D_max и p этой фракции.

Если получено p < 0,02, то глубину размыва определяют по формулам для однородного несвязного грунта.

Пример. Для условий примера Г.1 (Н = 6,0 м, y = 1,25 м/с, опора овальной формы b = 4,0 м, косина потока a = 15°), определить глубину местного размыва, если в процессе общего размыва обнажился гравий средним диаметром частиц d = 3 мм следующего гранулометрического состава:

d, мм                       25 - 15        15 - 10        10 - 7           7 - 5           5 - 3

p_i, % по массе           1,2              2,4              3,7              6,7             17,2

d, мм                         3 - 2            2 - 1        1,0 - 0,5     0,3 - 0,25  0,25 - 0,10

p_i, %                          31,2            10,8             5,6             17,0             4,2

По руслу влекутся донные наносы - песок со средним диаметром частиц d_м = 0,46 мм.

Решение. 1. Определим неоднородность грунта. Самая крупная фракция составляет менее 2 % массы грунта. Поэтому по формуле (А.4) средний диаметр крупных частиц:

Имеем  , т.е. грунт может образовывать отмостку.

Проверяем второе условие. Размывающая скорость для частиц диаметром 17 мм по графику (см. рисунок А.1):y_0Dmax = 2,05 м/с, что больше скорости течения. Следовательно, данный грунт может образовывать отмостку (т.е. он может рассматриваться как неоднородный).

2. Определяем метод нахождения крупности частиц слоя отмостки. Для этого находим: