11.10. Определение крутизны волноустойчивого неукрепленного откоса плотин из песчаного грунта при профиле динамического равновесия

Предварительная оценка параметров динамически устойчивого при воздействии волн профиля неукрепленного откоса плотин из песчаного грунта («профиля динамического равновесия») может быть выполнена по формулам:

(1)

где m — коэффициент откоса;

m_о — коэффициент естественного откоса грунта тела плотины под водой;

h_cdl — высота расчетной волны, м;

? — длина расчетной волны, м;

d_o — средневзвешенный диаметр частиц грунта тела плотины, м;

(2)

где d_i — размер фракций, м;

р_i — доля фракций, % по массе;

k_l — коэффициент, принимаемый:

k_l = 0,37 для подводной части пляжного откоса от расчетного уровня воды в водохранилище (или в реке) до нижней границы размывающего действия волн (h₂), определяемой по формуле

(3)

k_l = 0,17 для надводной части пляжного откоса от расчетного уровня воды до верхней границы размывающего действия волн (h₂), зависящей от высоты наката, определяемой по СНиП 2.06.04—82*. В первом приближении можно принять h₂ = 05 h_cdl (см. чертеж).

Определение крутизны верхового неукрепленного откоса песчаной плотины. 1 — расчетный уровень воды; 2 — участок откоса при k_l = 0,37; 3 — то же, при k_l = 0,17

Примечания:

1. При определении крутизны динамически устойчивого откоса необходимо учитывать размывающее влияние косого подхода волн, особенно сильно проявляющееся при углах подхода a = 45—57°.

2. Профиль сооружений необходимо уточнять по данным лабораторных или натурных исследований на основе результатов эксплуатации земляных сооружений с неукрепленными откосами, построенных из аналогичных грунтов и в условиях, близких по волновым и ветровым воздействиям.

В целях сокращения объема дамбы со свободным откосом инженером Н. Н. Кожевниковым [13], был предложен намыв из выпусков раструбных труб на инвентарных опорах специального профиля высотой до 1 м, приведенного на рис. 11.10.1.

Рис. 11.10.1. Звено пульпопровода с опорой и выпуском для рассредоточенного намыва: {13}

1 — стальная труба; 2 — верхний крюк с заглушкой; 3 — чалочная скоба; 4 — крюк соединительный; 5 — уплотнительное кольцо; 6 — нижний выпуск с внутренней заглушкой; 7 — опора звена; 8 — торцовая стенка опоры; 9 — намытый грунт; 10 — конусный раструб; 11 — скоба соединительная.

Производственные испытания пульпопровода протяженностью до 100 м. собранного из таких труб с опорами и выпусками, были проведены на дамбах ограждения пруда — охладителя Курской АЭС. Звенья пульповода предварительно монтировались с помощью гусеничного крана и легко извлекались после рассредоточенного намыва из выпусков из грунта и переставлялись на высший ярус. Схема полученного откоса при торцевом намыве и из выпусков устройства, показана на рис. 11.11. приведена ниже. Сокращение объема дамбы составило около 500 тыс. м³ грунта.

Рис. 11.10.2. [13]

Поперечное сечение намытой дамбы берегоукрепления пруда-охладителя:

1 — при безэстакадном торцовом способе намыва; 2 — при рассредоточенном намыве из выпусков звеньев пульпопровода

Успешный результат широких производственных испытаний позволяет рекомендовать эту технологию и устройство для использования на намыве дамб со свободным откосом в гидротехническом и дорожном строительстве.