Приложение В. Оценка устойчивости грунта, подверженного гидродинамическому воздействию (волны, течение)

Приложение В

Оценка устойчивости грунта, подверженного гидродинамическому воздействию (волны, течение)

В.1 Устойчивость грунта, слагающего дно акватории вблизи сооружения, подверженного волновому воздействию, оценивается сравнением максимальной придонной скорости (5.18, 5.20, 5.30) или (5.19) со значением допускаемой придонной скорости .

Значение , м/с, для грунта крупностью фракций мм следует принимать по рисунку В.1, а для грунта крупностью фракций D > 100 мм - по формуле

, (В.1)

где - плотность материала грунта, ;

- плотность воды, .

При или следует учитывать возможность размыва дна акватории у основания сооружения и при необходимости предусматривать мероприятия по защите от размыва и подмыва основания сооружения.

В.2 При назначении крупности крепления камнем дна акватории или поверхности насыпей (берм) следует производить проверку устойчивости материала крепления по формуле (В.1) и графику рисунка В.1.

В.3 При креплении откосов, подверженных волновому воздействию, каменной наброской (горной массой), обыкновенными и фасонными бетонными и железобетонными блоками расчетную массу отдельного элемента m или , т, следует определять:

при расположении камня или блока на участке откоса от верха сооружения до глубины по формуле

; (В.2)

то же, при по формуле

, (B.3)

где - коэффициент, принимаемый по таблице В.1; при , а также при сложном профиле численное значение коэффициента следует уточнять по данным экспериментов на гидравлической модели;

- плотность материала крепления, .

Таблица В.1

Элементы крепления	Коэффициент
	при наброске	при укладке
Камень	0,025	-
Обыкновенные бетонные блоки	0,021	-
Тетраподы и другие фасонные блоки	0,008	0,006

В.4 Крепление откосов несортированной каменной наброской (горной массой) выполняется при высоте волны не более 3,0 м, если пологость откоса , и не более 3,5 м при . Несортированную каменную наброску следует считать пригодной для крепления откоса, если она характеризуется значениями коэффициента зернового состава, соответствующими заштрихованной зоне на рисунке В.2.

Значение коэффициента должно определяться для каждой фракции наброски по формуле

, (В.4)

где m - расчетная масса, т, камня крепления;

- средняя масса, т, камня i-й фракции наброски;

D и - приведенные диаметры, м, элементов каменной наброски, т.е. диаметры шара, объем которого равен среднестатистическому объему частиц массой соответственно m и :

и . (B.5)

При откосах, пологость которых находится в пределах , расчетное значение массы m следует определять по формулам (В.2) и (В.3).

В.5 При пологости откосов , укрепляемых несортированной разнозернистой каменной наброской, расчетную массу камня m, т, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, необходимо определять по формуле (В.2) при с умножением полученных результатов на коэффициент .

Минимальное содержание фракций размером должно приниматься в соответствии с таблицей В.2.

Таблица В.2

Коэффициент разнозернистости	5	10	20	40-100
Минимальное содержание,% (по весу), фракций размером	50	30	25	20

В.6 При пологости откосов , укрепляемых несортированной разнозернистой каменной наброской, расчетную массу камня m, т, необходимо определять на основе экспериментальных исследований.

В.7 При совместном воздействии волн и течений, совпадающих по направлению, суммарное среднее по времени значение касательного напряжения на поверхность дна необходимо определять (при ) по формуле

; , (В.6)

где - касательное напряжение на дно от воздействия течения, кПа;

- среднее по времени касательное напряжение от воздействия волн, кПа (см. 5.18, формула (4));

U - средняя по глубине скорость течения, м/с;

С - коэффициент Шези, .

При наличии угла между направлением волн и направлением течения суммарное среднее по времени касательное напряжение на поверхность дна должно вычисляться как векторная сумма касательных напряжений от волн и течений с учетом направлений.

В.8 При проектировании статических и/или динамически устойчивых креплений дна у обтекаемых преград с помощью каменной наброски в случае совместного воздействия волн и течений применяется концепция критических касательных напряжений, согласно которой крупность защитного слоя , м, определяется по формуле

, (В.7)

где - критическое значение числа Шильдса. При проектировании статически устойчивой защиты от размывов, для которой ее возможные деформации затрагивают верхний слой защитного камня на глубину не более чем значение принимается в диапазоне 0,03-0,035.

При устройстве вблизи обтекаемых преград (сооружений) динамически устойчивого крепления, которое может деформироваться на большую, чем , глубину, не теряя при этом своей основной функции - защиты дна от размывов в течение заданного срока службы сооружения, значение следует принимать равным 0,05-0,055. Кроме того, должны дополнительно разрабатываться критерии допустимой деформации крепления, превышение которой приводит к нарушению его защитных свойств.

В.9 При выполнении экспериментальных исследований креплений дна у обтекаемых преград следует обеспечивать: воспроизведение нерегулярного волнения с заданным спектром; правильный учет масштабных эффектов.