а) начальную скорость для частиц Dmax по формуле (5.8)
при

yнDmax = 2,05
0,895 = 0,905;

б) коэффициент абразивности для частиц Dmax при среднем диаметре мелких частиц, в качестве которых следует принимать средний диаметр частиц наносов (см. п. 5.2.3), dм = 0,46 мм, равен emax = 1, так как Dmax / dм= 37 > 30 (см. п. 5.2.3).
Неравенство emaxy > yнDmax удовлетворяется, поэтому средний диаметр частиц слоя отмостки определяем из уравнения (5.22).
3. Задаемся содержанием отмащивающих частиц p = 0,02. Для D = Dmax = 17 мм гидравлическая крупность по рисунку А.3 oD = 0,5 м/с; при Н = 6 м взмучивающая скорость yвD = 3,05 м/с.
По формуле (5.19) при М = 0,85 и K = 1,22 находим глубину местного размыва в однородном несвязном грунте со средним диаметром частиц D = Dmax и скорости потока y = y0D = 2,05 м/с
h0D = 0,77 x 60,40,40,6 x 0,85 x 1,22
= 3,75 = 3,07 м.

Определяем по (5.23) параметр
![]() | |
268 × 51 пикс.   Открыть в новом окне |
т.е. уравнение (5.22) не удовлетворяется и требуется изменить характеристики отмащивающего грунта.
4. Принимаем в качестве отмащивающих частиц три наибольших по крупности фракции. Тогда p = 0,012 + 0,024 + 0,037 = 0,073;
![]() | |
282 × 44 пикс.   Открыть в новом окне |
Для принятого грунта имеем:
по рисунку А.3 oD = 0,42 м/с;
по рисунку А.1 y0D = 1,87 м/с;
по формуле (5.7) yвD = 2,9 м/с;
по формуле (5.8) yнD = 1,87
x 0,895 = 0,806 м/с;

по формуле (5.19) с учетом, что 0,77H0,4b0,6MK = 3,75,

по п. 5.2.3 при
= 25,4 и e = 1,07;

![]() | |
309 × 50 пикс.   Открыть в новом окне |

5. При p = 0,11 D = 9,8 мм. Для такого грунта oD = 0,41 м/с; y0D = 1,81 м/с; yвD = 2,8 м/с; yнD = 0,76 м/с;
h0D = 3,75
= 3,01;
и e = 1,075;


![]() | |
294 × 50 пикс.   Открыть в новом окне |

Параметры отмащивающего грунта найдены. Он будет отмащивать воронку, так как y0D > y и D / d = 9,8 / 3 = 3,26 > 3.
6. По формуле (5.16) глубина размыва с учетом образования отмостки
![]() | |
414 × 51 пикс.   Открыть в новом окне |
7. Согласно п. 5.3.3 полученную глубину размыва необходимо сопоставить с глубиной размыва в грунте, влекомого потоком. Из примера Г.1 эта глубина равна 3,4 м. Следовательно, к расчету надо принимать глубину размыва 3,12 м.
Как видим, эффект учета неоднородности грунта невелик, что можно было бы прогнозировать, поскольку отношение D / d близко к 3 (критериальной величине).
Глубина размыва в однородном гравии с учетом абразивного воздействия наносов равна 4,98 м, но в этом случае надо было бы принимать к расчету глубину размыва 3,4 м в грунте, влекомым потоком, - песке со средним диаметром частиц 0,46 мм.
Приложение И (обязательное) Расчет размывов у промежуточных опор при слоистом залегании грунтов
вскрываемых в процессе местного размыва.
Возможны следующие случаи слоистого залегания грунтов:
а) все слои, которые прорезает воронка местного размыва, состоят из однородных несвязных грунтов, причем по мере увеличения глубины местного размыва вскрывается более крупный грунт или все слои состоят из связных материалов;
б) имеется два слоя однородного несвязного грунта, причем вскрывающийся в процессе местного размыва второй слой - более мелкий или такой же по крупности, чем вышележащий;
в) процесс местного размыва проходит в двух слоях несвязного грунта, причем один или оба неоднородные;
г) процесс местного размыва проходит в двух слоях грунта, причем один из слоев - связный грунт;
д) общий случай, когда слоев два и более с произвольным расположением в них грунтов, отличающихся друг от друга по физико-механическим свойствам.
И.2 Для случая, указанного в п. И.1а, когда поток не влечет донных наносов, глубину местного размыва определяют вначале по формуле (5.4) для обнажаемого грунта в следующем порядке: находят глубину размыва для первого слоя; если полученная глубина размыва захватывает второй слой, расчет проводят для второго слоя, считая, что он выходит на поверхность, и так до тех пор, пока будет найдет слой, в котором размыв прекратится. Если при расчете для какого-либо слоя глубина размыва получается меньше суммы толщин вышележащих слоев, то это значит, что размыв останавливается на поверхности рассматриваемого слоя.
И.3 В случае, указанном в п. И.1а, когда поток влечет донные наносы, расчет глубины размыва следует производить в таком порядке:
1) определяют глубину размыва hн в грунте dм, влекомом потоком, по формуле (5.3);
2) определяют глубины размыва для обнажаемых грунтов согласно рекомендациям п. И.2 по формуле

где h0i - глубина размыва, определяемая по формуле (5.19) в обнажаемом грунте со средним диаметром частицdi при скорости потока, равной размывающей y0i для этого грунта;
y0i, yнi - размывающая и начальная скорости для частиц грунта крупностью di, определяемые для глубины потока Н, т.е. для условий, если бы верх этого слоя находился на отметке после общего размыва.
Коэффициент абразивности e определяют по формуле (5.20) с учетом воздействия частиц грунта dм на частицы di;
3) выявляют согласно рекомендациям п. И.2 слой грунта крупностью dj, в котором размыв остановился, и соответствующую глубину размыва hj;
4) сопоставляют глубины размыва hн и hj. Если hн ? hj, то к расчету принимают глубину размыва h = hн. Если hн> hj, то к расчету принимают глубину размыва h = hj.
И.4 В случае, указанном в п. И.1б, когда поток влечет донные наносы, глубину местного размыва следует определять по формуле (5.3) или (5.6) для грунта верхнего слоя, независимо от того, обнажился или не обнажился нижележащий слой.
В случае, когда поток не влечет донных наносов, следует сопоставить глубины местного размыва h1 и (h2 - hd), где h1 - глубина местного размыва, определяемая для грунта со средним диаметром частиц d1 верхнего слоя по формулам (5.4); h2 - то же, но для грунта d2 нижнего слоя; hd - уменьшение глубины местного размыва в нижележащем слое из-за заноса воронки более крупным грунтом верхнего слоя, определяемое по формуле: