3.3. Проверка на деформацию габионной структуры

При проверке габионной структуры на деформацию устанавливается глубина деформации, которая сравнивается с допускаемыми значениями и при необходимости изменяется материал заполнения или увеличивается размер камня.

Для этого отдельно для габионов, лежащих горизонтально в основании сооружения, и габионов, лежащих на откосе, определяются действующие и критические величины касательных напряжений.

Действующие напряжения для дна реки (основания), кПа, определяются по формуле

(3.5)

где df – глубина воды перед сооружением, м; iд – уклон дна перед сооружением.

Действующие напряжения для габионов, лежащих на откосе, кПа, определяются по формуле

(3.6)

где i – уклон (для откоса или берега i = tg α).

Критические напряжения для дна реки (основания), кПа, определяются по формуле

(3.7)

Критические напряжения для габионов, лежащих на откосе, кПа, определяются по формуле

(3.8)

где φк – угол внутреннего трения камня засыпки, º.

При превышении действительных касательных напряжений критических величин начинается деформация габионов под воздействием водного потока.

Для определения глубины деформации габиона, м, соответственно для габионов, лежащих в основании сооружения, и габионов, лежащих на откосе, определяются параметры С1 и С2

(3.9)

(3.10)

При известных параметрах С1 и С2 по диаграмме (рисунок 3.3) определяется отношение глубины деформации габиона ΔZ, м, к расчетному размеру камня, dk , м – ΔZ/dk.

Рис. 3.3. Диаграмма для определения ΔZ/dk.

ΔZ/dk = 1,65.

Проверка на деформацию габионов проводится анализом неравенства

(3.11)

Так как условие не выполняется, это означает, что габионы деформируются. Для предотвращения деформации следует увеличить толщину габиона.

Принимается t = 1 м.

Так как условие выполняется, это означает, что габионы не деформируются.

3.4. Проверка фильтрационной прочности грунтов под габионной структурой

Для предотвращения разрушения габионной структуры из-за возможного размыва ее основания под воздействием фильтрационных сил целостность габионов проверяется на скорость фильтрации воды на гребне габион – грунт, м/с.

Во избежание размыва основания под габионами должно выполняться условие

(3.12)

Скорость фильтрационного потока под слоем габионов или скорость фильтрации Vв, м/с, которое имеет максимальное значение на границе габион – грунт, для габионов, лежащих в основании сооружения и габионов, уложенных на откосе Vв1 и Vв2 соответственно, определяется по формулам:

(3.13)

(3.14)

где nf – коэффициент шероховатости дна или поверхности откоса (для геотекстиля nf = 0,020).

Для несвязных грунтов допускаемая скорость фильтрационного потока определяется по формуле

(3.15)

Так как условие выполняется, то это означает, что размыва основания под габионами не произойдет.