Кинематическая структура устойчивых русел каналов с частичным укреплением откосов

• Автор: Селяметов, Марк Мусаевич
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ЭКСПЛУАТАЦИИ И РАСЧЕТА КАНАЛОВ В ЗЕМЛЯНОМ

РУСЛЕ И С ЧАСТИЧНЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ОТКОСОВ. Ю

Т.. Устойчивость русел каналов и методы ее расчета

1.2. Основные причины нарушения устойчивости русел каналов.

Г.З. Формирование устойчивого канала в земляном русле и

частичным креплением откосов.

1.3.1. Натурные исследования магистральных каналов

1.4. Выводы и основные задачи исследований.

П. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УСТОЙЧИВОГО КАНАЛА В ЗЕМЛЯНОМ РУСЛЕ.

2.1. Описание лабораторных установок, методика исследования и обработки данных
2.1.1. Методы и аппаратура для исследования средних
и пульсационных характеристик скорости
2.1.2. Характеристики опытов на размываемых моделях.
2.2. Кинематические характеристики потока в размываемом русле.
2.2.1. Формирование устойчивого русла канала.
2.2.2. Энергетические спектры турбулентности пространственного руслового потока.
2.3. Учет влияния средних и пульсационных характеристик скорости на деформацию русла НО
2.4. Критерии потери устойчивости потока в каналах из
лего размьшаемых грунтов
В ы в о д ы.
ПГ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ КАНАЛОВ С ЧАСТИЧНО УКРЕПЛЕННЫМИ ОТКОСАМИ.
3.1. Кинематическая структура потока в каналах с частично укрепленными откосами
3.1.1. Особенности формирования устойчивого сечения канала с частично укрепленными откосами.
З.Г.2. Энергетические спектры турбулентности в
канале с частичным креплением откосов
3.2. Статистический анализ отметок донного рельефа
3.3. Пропускная способность каналов с частично укрепленными и неукрепленными откосами
В ы в о д ы.
. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗИМИНЫХ КАНАЛОВ С ЧАСТИЧНО
УКРЕПЛЕННЫМИ ОТКОСАМИ.
4.Г. Анализ существующих методов защиты откосов канала
4.2. Методика расчета каналов с частично укрепленными откосами.
4.2.1. Установление глубины частичного крепления откосов канала.
4.2.2. Установление расчетных зависимостей для расчета каналов с частичным креплением
откосов
4.3. Техникоэкономическая эффективность и сравнение вариантов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Наиболее распространенные зависимости для определения допустимых неразмывающих скоростей сведены в табл. В табл. К - коэффициент однородности сил сцепления, Су - нормативная усталостная прочность на разрыв несвязного грунта, о( - диаметр частиц. В настоящее время имеется несколько десятков формул для определения допустимой неразмывающей скорости. Г.И. Шамов [ПО^ , Ц. ЕЛирцхулава [/3 приводят графики допустимой скорости, посчитанные по рекомендациям различных авторов. Эти графики представляют собой пучок кривых, рассеянных в полосе +$, от среднего значения, в диапазоне от 0, до 2, м/с. Рассмотрим теперь левую часть условия (1. Ее физический смысл заключается в том, чтобы обеспечить транспорт взвешанных наносов, попавших в канал. Предельное значение такой скорости называется незаиляющей. В.С. И.И. V 0. Я . О. ^0. Г0 - (Сд *4. УРОК. Г0 = 3. Ц7. А.М. Ц.Е. Б.И. Студеничников % = 1. С.Х. Б, - коэффициент, имеющий размерность кг с2/м. Недостаток метода "допустимых" скоростей заключается в том, что средняя скорость, полученная при расчете канала, принята для каких-то осредненных инженерно-геологических условий. Б натурных же условиях материал, слагающий ложе канала, неоднороден как по глубине, так и по простиранию, поэтому принятая средняя скорость для одного типа грунта будет превышать неразмывающие значения скорости для некоторых других более слабых локальных (линзы, прослои) грунтов. Размыв же более слабых грунтов повлечет за собой общие деформации русла канала до ближайшего базиса эрозии. Следовательно, добиться выполнения условия (1. Еще одним существенным недостатком методов допустимой скорости и влекущей силы является то, что они не дают возможности расчи-тать, в зависимости от расхода, ширину по урезу воды и глубину обеспечивающих устойчивую кинематическую структуру потока. Но проектируя искусственный водоток, необходимо позаботиться о том, чтобы его русло было устойчивым. Здесь в качестве ограничений, могут выступать гидроморфометрические зависимости, которые и характеризуют динамическое состояние русла. Такие соотношения называются гидроморфометрическими уравнениями, В настоящее время проблему "режима" понимают, как определенный эмпирический подход в оценке устойчивых русел через изучение русловых форм. Гидроморфометрический метод в настоящее время получил достаточно большое развитие и представлен работами С. Т.Алтунина [б] , B. C.Алтунина [б] , М. В.Г. Глушкова [] , Т. Еленчем [Пб] , Г. Лассеем [8] , Е. К.Рабковой [] , Н. А.Ржаяициным [9l] , А. В.Троицким [iOl] . Основан этот метод на выявлении статистических закономерностей в соотношениях между расходом, уклоном, шириной по урезу воды, глубиной и грунтом, слагающим ложе динамически устойчивого русла канала. Например, в методе Е. В качестве характеристик, определяющих устойчивые формы сечения Е. Устойчивая форма русла описывается параболой,в которой показатель степени зависит от инженерно-геологических условий и мутности потока, и изменяется от 2 до 4. Метод влекущей силы и допустимых скоростей предполагает создание статически устойчивого русла, а метод гидроморфометрических зависимостей динамически устойчивого русла канала. Рассмотрение существующих методов расчета устойчивых русел каналов показывает, что без соответствующей корректировки они не могут быть использованы для расчета канала с частичным креплением откосов. Обширный анализ данных натурных исследований показывает, что в процессе эксплуатации большинство каналов, запроектированных одним из перечисленных выше методов, претерпевают те или иные деформации русла. Это относится к каналам, проходящим как в несвязных, так и в связных грунтах, а тип грунта, в числе прочих факторов, определяет интенсивность и направленность руслового процесса. Воздействие на грунт, слагающий ложе, скоростей водного потока больше допустимых. Нарушение плановой устойчивости потока. Подмыв откосов судовыми и ветровыми волнами. Природно-климатические факторы. Эксплуатационные условия. При воздействии на ложе канала скоростей больше допустимых, при условии 1?