1)При достижении некоторой скорости, когда частица приходит в состояние неустойчивого равновесия, сумма моментов лобовой и подъемной сил равна моменту силы, удерживающей частицу на месте:

при увеличении скорости потока.

Увеличивая скорость потока, можно дойти до такого ее значения, при котором отдельные частицы могут вибрировать, при дальнейшем увеличении скорости - отрываться и перемещаться путем

перекатывания.

Неразмывающая ( несдвигающая скоростью VH) -та наибольшая скорость потока, при которой еще не происходит перемещения частиц.Т.к.эта скорость соответствует равенству моментов сил стремящихся оторвать частицу и удержать ее на месте =>

, где V∆н - донная неразмьшающая с корость. Обозначив

через В2,

где B- эмпирический

коэффициент.

Ф-ла Гончарова:

Экспериментальное определение неразмывающей скорости: обычно основано на визуальном наблюдении поведения частиц при разных скоростях потока.Понятие "неразмывающая скорость" лишено физич. смысла применительно к реальным почвам.

При дальнейшем увеличении скорости потока число частиц почвы или грунта, вовлеченных в движение, увеличивается. Некоторые частицы начинают передвигаться не только перекатыванием, но и скачками, что свидет. о преобладании взвешивающего усилия над лобовым. Подскакивают частицы по очень крутой траектории, а снижаются по пологой. Скорость начала скачка V2-скорость водного потока, при которой начинается скачкообразное движение частиц. При скоростях потока в интервале между VH и V2 происходит формирование гряд на дне потока, которыеобычно движутся вниз по течению. При скачкообразном движении частиц идет размывание гряд и их полное исчезновение.

Увеличение скорости водного потока => появление в потоке взвешенных частиц. Скорость начала взвешивания частиц VB -скорость, при которой это происходит. Далее скорость потока, несущего взвешенные наносы, начинает уменьшаться. По достижении некоторой величины

начнется оседание взвешенных частиц на дно. Min скорость потока, при которой этого еще не происходит - незаиляющая скорость Vнез (несколько < скорости начала взвешивания частиц Vв)

Не являются строго количественными показателями интенсивности смыва.

В наибольшей мере этому требованию удовлетворяет"размывающая" скорость потока Vр-наименьшая скорость, при которой наступает непрекращающийся срыв почвенных частиц, приводящий к заметной эрозии почв.

На этом определении основан визуальный метод нахождения размывающей скорости потока для несвязных и достаточно прочных связных грунтов. VР = 1,41 Vн .

Для несвязных грунтов легче экспериментально определить неразмывающую скорость, а для связных - размывающую. Для почв «неразмывающая скорость» не имеет физического смысла, определение размывающей скорости визуальным способом не представляется возможным из-за плавного характера. Если экспер. данные откладывать в координатах - первая производная от интенсивности смыва q' и скорость потока V .На кривой хорошо видна точка перегиба

(перехода от вьпуклой кривой к вогнутой). Если далее взять за ось ординат вторую производную от интенсивности смыва q" => эксперим. точки ложатся на кривую, имеющую точку минимума или точку перехода горизонтальной прямой в вогнутую кривую.

Кривая на рис.а) опис. ур-нием

где q - интенсивность смыва, qo - начальная интенсивность смыва, а -

эмпирический коэффициент, V - скорость потока, V0 - начальная скорость потока, п - эмпирический показатель степени.

;

кривую на рис.а) нельзя описать одним ур. степенного вида. Начальный, более пологий участок кривой, соответствующий меньшим скоростям потока, описывается степенной функцией при п< 2, более крутой - п>2. Методика экспериментального определения размывающей скорости потока:нахождение точки перехода графика степенной функции порядка меньше или равного 2 в график функции того же вида, но большего порядка. Это можно сделать, наложив

экспериментальные данные на график в координатах lg (q - qо) и lg( V -V0) (рис. 2.12,г). Абсцисса точки пересечения прямых соответствуетlg( Vp - V0) , откуда легко найти Vp

Метод расчета критических скоростей потоков для почв получить величину размывающей скорости расчетным путем на основе оценки легко определяемых свойств почв?

Почвы характериз. одновременным проявлением сил как внутриагрегатного, так и межагрегатного сцепления => ф-лы критической скорости водных потоков для почв содержат аргументы, учитывающие их влияние.

Ф-ла размывающей скорости водного потока для почв, явл. модификацией ф-лы Ц.Е.Мирцхулавы для связных грунтов. Она наиболее полно учитывает особенности противоэрозионной стойкости почв (Кузнецов,1981)

где V∆pw - донная размывающая скорость потока для почвы исходнойвлажности w, м/с/

m1 - коэффициент, зависящий от типа наносов в потоке

m2- коэффициент, характеризующий связывающее действие корневых систем растений и зависящий от содержания корней диаметром менее 1 мм.

ρ, ρо – плотность тв фазы и воды.

п' - коэффициент, характеризующий пульсацию скоростей в потоке и принимаемый равным 2,3 для потоков на склонах;

Р- порозность почвенных агрегатов, %;

d w - средневзвешенный размер водопрочных агрегатов после мокрого просеивания по Саввинову

К- коэффициент однородности почвы по сцеплению;

С - нормативная усталостная прочность почвы на разрыв, характеризующая межагрегатное сцепление, т/м2. ,где l- коэффициент, зависящий от плотности почвы

Cw - сцепление почвы

Расчет коэфф.однородности почвы К по сцеплению:

, где t - значение критерия Стьюдента, характеризующего вероятность min сцепления и принимаемого равным 2 при вероятности 0,95 и тридцатикратной повторности измерения сцепления; С- среднее значение сцепления;σ- среднее квадратическое отклонение.

,где С1, С2…, Сп - отдельные значения сцепления.