ar-net.ru
(И.2)Здесь D - толщина верхнего слоя;
m1, m2 - коэффициенты заложения верхового откоса воронок в грунтах со средним диаметром частиц соответственно d1 и d2 (см. таблицу Д.1).
При h1 ? h2 - hd к расчету следует принимать глубину размыва h = h1.
При h1 < h2 - hd к расчету следует принимать глубину размыва h = h2 - hd.
В формуле (И.2) при m1h1 ? m2h2 принимают hd = 0.
И.5 В случае, указанном в п. И.1в, если нижележащий слой состоит из однородного несвязного грунта, то неоднородность вышележащего грунта учитывать не следует. В зависимости от значения средних крупностей частиц рассматриваемых двух грунтов расчет проводят согласно п. И.2 при d1 < d2 или п. И.4 (когда поток не влечет донных наносов) при d1 > d2.
Если нижележащий слой неоднородный со средним диаметром частиц в слое отмостки D, то расчет местного размыва в этом грунте следует проводить по формулам:
а) при ey ? yнD и 
- по формуле (5.15) или (5.16);
- по формуле (5.15) или (5.16);б) при ey ? yнD, но 
или ey < yнD по формуле
или ey < yнD по формулеh = D +1,7D / p, (И.3)
где D - толщина верхнего слоя.
При расчете глубин размыва, если имеется движение донных наносов, то они учитываются при определении коэффициента абразивности.
Дальнейший расчет связан с крупностью вышележащего грунта. Если по среднему диаметру частиц вышележащий грунт мельче обнажившегося, то к расчету принимают глубину размыва по формуле (5.16) или (И.3). При этом следует учитывать рекомендации п. 5.3.3.
Если по среднему диаметру частиц вышележащий грунт оказался крупнее обнажившегося, то глубину размыва, полученную по формулам (5.15), (5.16) или по формуле (И.3), уменьшают на hd согласно формуле (И.2), в которой глубину размыва h1 в вышележащем слое определяют по среднему диаметру частиц грунта d1. Вычисленную таким образом глубину размыва h = h2 - hd необходимо сопоставить с глубинами размыва h1 илиhн (глубина размыва в наносах, поступающих в воронку при естественной отмостке русла). К расчету принимают глубину размыва, указанную в таблице И.1.
И.6. В случае, указанном в п. И.1г, если верхний слой состоит из связного грунта, то расчет размыва следует производить:
- при обнажении несвязного однородного грунта - согласно п. И.2 с учетом того, что связный грунт не заносит воронку размыва в несвязном материале;
- при обнажении неоднородного несвязного грунта - по формулам (5.15) или (5.16) или по формуле (И.3).
Таблица И.1 - Назначение глубины размыва при слоистом залегании грунтов
Режим донных наносов | Дополнительные условия | Глубина размыва | Примечание |
В верхнем слое однородный грунт | |||
Нет движения наносов | h2 - hd ? h1 | h2 - hd | Глубины размыва h1 и h2 рассчитывают по формулам, рекомендованным п. 4.4б, независимо от гидравлических |
D < h2 - hd < h1 | h2 | ||
h2 ? h1 | |||
h2 - hd < h1 | h1 | ||
h2 > h1 | |||
h1 > h2 < D | D | ||
Есть движение наносов | d1 ? d2 | h1 | Глубину размыва h2 рассчитывают по формулам, рекомендованным п. 4.4б, независимо от гидравлических условий с учетом абразивного воздействия наносов на частицы нижнего слоя |
d1 < d2 | D | ||
h2 ? D | |||
d1 < d2 | h2 | ||
h2 > D, h2 ? h1 | |||
d1 < d2 | h1 | ||
h2 > D, h2 > h1 | |||
В верхнем слое неоднородный грунт | |||
Нет движения наносов | Так же, как в однородных грунтах при том же режиме наносов | Глубину h1 рассчитывают по среднему диаметру частиц грунта верхнего слоя | |
Движение мелких фракций dм | h2 - hd ? hн | hн | Глубину размыва h2 рассчитывают по формулам, рекомендованным п. 4.4б, независимо от гидравлических условий с учетом абразивного воздействия на частицы грунтов нижнего слоя мелких частиц крупностью dм |
D < h2 - hd < hн | h2 - hd | ||
D > h2 - hd < hн | D | ||
В случае, указанном в п. И.1г, когда нижний слой состоит из связного грунта, расчет размыва следует производить:
- если есть движение наносов, то согласно п. 5.3.3;
- если нет движения наносов, то аналогично случаю И.1б (см. п. И.4) с учетом того, что нижележащий грунт не оказывает абразивного воздействия на связный материал нижнего слоя.
И.7 В случае, указанном в п. И.1д, расчет размыва следует производить для обнаженного слоя применительно к одному из случаев И.1а - И.1г с учетом следующего:
1) вместо толщины верхнего слоя D принимают суммарную толщину слоев 
, расположенных выше рассматриваемого j-го слоя;
, расположенных выше рассматриваемого j-го слоя;2) засыпают воронку размыва только несвязные частицы. Воронку местного размыва в обнаженном связном грунте засыпают все вышележащие слои несвязных грунтов, размывающая скорость для которых больше, чем для обнажаемого связного материала (с учетом абразивного воздействия на него несвязных частиц).
Если j-й грунт несвязный, то воронку в нем засыпают более крупные (по среднему диаметру частиц) вышележащие несвязные грунты.
Средний диаметр частиц грунтов вышележащих слоев, которые засыпают воронку размыва, определяют по формуле:
(И.4)Здесь Di - только те слои несвязного грунта, в которых di > dj, или при условии 
, где y0cj - размывающая скорость связного грунта;
, где y0cj - размывающая скорость связного грунта;3) уменьшение глубины местного размыва в j-ом слое из-за заноса воронки более крупным материалом верхних слоев определяют по формуле
 | |
| 385 × 52 пикс. Открыть в новом окне | |
4) вычисленную глубину размыва в j-м слое h = hj - 
необходимо сопоставлять с глубинами размыва hнили hj-1 соответственно в грунте, поступающем в воронку размыва или находящемся в вышележащем слое, с учетом того, что последний грунт рассматривается как однородный.
необходимо сопоставлять с глубинами размыва hнили hj-1 соответственно в грунте, поступающем в воронку размыва или находящемся в вышележащем слое, с учетом того, что последний грунт рассматривается как однородный.К расчету принимают глубину размыва, указанную в таблице И.1, в которой принимают h2 = hj, h1 = hj-1, hd = 
и D = 
.
и D = .И.8 Пример. Для условий примера Г.1 (глубина и скорость потока Н = 6,0 м, y = 1,25 м/с, косина набегания на опору овальной формы в плане шириной b = 4,0 м и длиной L = 12,0 м, a = 15°) определить глубину местного размыва у опоры при следующих геологических условиях:
- после общего размыва на поверхности оказался однородный гравийный материал со средним диаметром частиц 5 мм; толщина слоя 1,0 м;
- ниже - слой глины толщиной 1,6 м с расчетным сцеплением ср = 0,09 x 105 Па;
- под глиной - однородный крупный песок со средним диаметром частиц 0,66 мм.
В воронку размыва в качестве донных наносов поступает песок со средним диаметром частиц 0,46 мм (как в примере Г.1).
Решение. 1. Определим глубину размыва в гравии. Если гидравлическая крупность по графику (см. рисунокА.3) o = 0,29 м/с, размывающая скорость при глубине потока Н = 6,0 м по рисунку А.1 y0 = 1,55 м/с, взмучивающая скорость yв = 2,65 м/с.
По формуле (5.8) при 
начальная скорость равна yн = 1,55
x 0,895 = 0,6 м/с.
начальная скорость равна yн = 1,55 x 0,895 = 0,6 м/с.При коэффициентах формы и косины опоры М = 0,85 и K = 1,22 (см. пример Г.1) по формуле (И.1) глубина размыва в гравии (e = 1,115, см. п. 5.2.3)
h = 0,77 x 6,00,4 x 4,00,6
x 0,85 x 1,22 = 2,57 м.
x 0,85 x 1,22 = 2,57 м.2. Полученная глубина размыва больше гравийного слоя. Следовательно, размыв будет проходить в следующем слое - глине. По аналогии с данными примера Г.4 для глины с таким же расчетным сцеплением имеем:
- размывающую скорость (также принимаем коэффициент шероховатости русла n = 0,028) y0 = 1,5 м/с;
- толщину отрывающихся отдельностей z = 0,87 мм; их гидравлическую крупность o = 0,12 м/с и взмучивающую скорость yв = 1,92 м/с. При 3z = 2,61 мм и m = 0,895 (см. выше) по формуле (5.8) начальная скорость
yн = 1,5
x 0,895 = 0,54 м/с.
x 0,895 = 0,54 м/с.3. Глубина местного размыва в глине по формуле (5.6) при F(b) = 4,00,6 x 0,85 x 1,22 = 2,38 и коэффициенте абразивности e = 1,16 (поскольку по руслу движутся песчаные наносы)
h = 0,77 x 6,00,4
2,38 = 3,2 м.
2,38 = 3,2 м.4. Гравийный материал будет засыпать воронку, образованную в глине, поскольку (см. п. И.7.2) размывающая скорость гравия y0 / e = 1,55 / 1,115 = 1,39 м/с больше, чем для глины с учетом абразивного воздействия наносов на эти грунты