7.2. Розрахунок опорної призми

При максимальних швидкостях в річці під час паводку відбувається розмив основи дамби і утворюється воронка розмиву. В цю воронку можливий зсув кріплення дамби, що призводить до його руйнації. Для запобігання цього явища основа укосу дамби кріпиться призмою. Призма повинна бути такої ширини, щоб при утворенні воронки матеріал призми повністю опустився у воронку і продовжував підтримувати кріплення укосу. Розрахунком визначаємо ширину призми в слідуючій послідовності:

1.Визначаємо загальну глибину потоку води біля дамби:

, м (7.1)

де і - середня швидкість і глибина на даній вертикалі забезпеченістю1%, м/с і м; Wі x– параметри рівняння допустимої паводкової швидкості.

Середню глибину потоку hприймаємо з розділу 4 (п. 1.2). Середня швидкість потоку води становить:

, м/с (7.2)

де - похил дна ріки; - гідравлічний радіус потоку, м; - коефіцієнтШезі, м^0,5/с.

Для затопленої заплави приймаємо R=h.

Коефіцієнт Шезі:

, (7.3)

де n – коефіцієнт шорсткості русла; у – показник ступеня. При R> 1.0 м:

(7.4)

Параметри рівняння допустимої паводкової швидкості:

, (7.5)

де - розрахунковий діаметр руслових відкладень, частка яких становить 30%. Можна прийняти:

(7.6)

де d_сер – середній діаметр частинок наносів, що складають русло, мм.

, (7.7)

де , , , - коефіцієнти, що враховують зменшення швидкості на повороті русла, вплив твердої фази, час піку паводку, вирівнювання швидкостей. Рекомендовано приймати ; ; ; .

2. В глибину потоку входить глибина воронки і глибина води біля дамби . Тоді глибина воронки розмиву:

,.м (7.8)

3. Визначаємо ширину опорної призми:

, м (7.9)

де - коефіцієнт закладання стійкого підводного укосу воронки розмиву для гравійно-галькового ґрунту.

4. Під призмою передбачається хмизові вистілка товщиною 0,20 м. Ширину вистілки визначаємо з розрахунку покриття укосу воронки розмиву з запасом:

, м (7.10)

де - запас ширини вистілки.

7.3. Визначення верхньої межі основного кріплення

Верхня межа основного кріплення верхового укосу приймається там, де швидкість руху води при витраті забезпеченістю 1% не призведе до розмиву ґрунту, з якого складається дамба.

Порядок розрахунку:

1.Визначаємо максимальну глибину води біля дамби:

(7.11)

де - відмітка рівня води забезпеченістю 1%, м; - відмітка поверхні землі в основі дамби, м.

2.Визначаємо максимальну швидкість води біля укосу при максимальній глибині :

(7.12)

В формулі (7.12) гідравлічний радіус , а коефіцієнт Шезі визначається за формулою (7.3).

3. За формулою (7.12) також визначаємо максимальну швидкість руху води біля укосу дамби при значеннях 0; 0,5м; 1,0м; 1,5м і т.д. до . В формулі (7.12) - відстань від поверхні води до поверхні укосу, м.

4.Будуємо в масштабі 1:25 або 1:50 поперечний переріз дамби та графік розподілу максимальних швидкостей поздовж укосу дамби (рис. 7.1). З рис. 7.1 визначаємо положення на укосі нерозмиваючої швидкості (розділ 4 п. 1.1) та відповідну їй глибину і відмітку. Це буде верхня межа основного кріплення.