Приложение Т (рекомендуемое)
Определение радиусов кривизны излучины
Т.1. Радиус кривизны потока у вогнутого берега или прислоненного откоса насыпи определяют по формуле
r = rи + Вр /2, (Т.1)
где rи - минимальный радиус кривизны излучины по оси русла шириной Вр.
Т.2. Радиус кривизны потока по оси русла rи, когда поток не выходит из бровок русла, совпадает с радиусом кривизны излучины и может быть определен по формуле
rи = rи(бр) = , (Т.2)
где аи - расстояние от середины шага излучины lи до ее вершины по оси русла (рисунок Т.1).
Т.3. При выходе воды на пойму радиус кривизны потока rи увеличивается по сравнению с тем же в бровках русла rи(бр) и равен
rи = rи(бр), (Т.3)
где Нр, Нн - средняя глубина потока и глубина потока у вогнутого берега в рассматриваемом створе русла при проходе расчетного паводка;
Нрбр, Нибр - соответствующие глубины потока в бровках русла.
При устройстве срезки грунта со стороны выпуклого (противоположного укрепляемому) берега радиус кривизны потока rи при выходе на пойму можно принимать по формуле (Т.3) с коэффициентом 1,1 - 1,2.
Т.4. Если между продольной осью насыпи и берегом на входе трассы в русло будет угол более 10°, то для входного участка, составляющего не менее ширины нестесненного русла Вр, радиус кривизны русла rи независимо от уровня воды рекомендуется принимать по формуле (Т.2).
Пример. Определить глубину местного размыва у подошвы насыпи (см. рисунок Т.1), возникшего в связи с нарушением естественного хода руслового процесса.
Русло шириной Вр = 260 м сложено однородным песком со средним диаметром частиц 0,5 мм; минимальный радиус кривизны излучины по оси русла rи = 600 м. Когда поток достигает бровки русла, средняя глубина в русле Нрбр = 4 м; глубина у вогнутого берега Нибр = 6 м; средняя скорость потока vрбр = 0,8 м/с. При расчетном паводке средние глубина и скорость потока в русле Нр = 6,5 м и vр = 1,0 м/с. Речной откос насыпи крутизной m = 2 укреплен каменной наброской.
Решение. 1. Вначале определим радиус кривизны потока по оси русла rи при выходе воды на пойму. При средней глубине потока в русле при расчетном уровне и уровне в бровках русла Нр = 6,5 м и Нрбр = 4 м, а также глубине потока у вогнутого берега (у подошвы насыпи) при расчетном уровне
Ни = Нибр + (Нр - Нрбр) = 6 + (6,5 - 4) = 8,5 м
по формуле (Т.3)
м.
Рисунок Т.1 - К определению радиуса кривизны потока rи:
1 - направление течения; 2 - ось русла; 3 - конец и начало излучины; 5, 6 - трасса и ее входной участок
2. Радиус кривизны потока у вогнутого берега по формуле (Т.1)
r = 680 + 260/2 = 810 м.
3. По графику (см. рисунок А.1) размывающая скорость для частиц грунта 0,5 мм и глубине потока Н = Нр = 6,5 м v0 = 0,87 м/с.
4. Определяем для расчетного уровня (при проходе расчетного паводка) глубину местного размыва у подошвы насыпи по формуле (8.13) при коэффициенте шероховатости укрепления (каменной наброски) n = 0,03 и коэффициенте формы укрепления М = 1 [см. пояснения к формуле (8.13)].
= 0,67×6,5×e1,12 - 8,5 = 13,3 - 8,5 = 4,8 м.
5. Согласно п. 8.8 необходимо также определить глубину местного размыва у подошвы насыпи, когда поток только достиг бровки берега.
По формуле (8.13) при Н = Нрбр = 4 м, vр = vрбр = 0,8 м/с, v0 = 0,77 м/с (при глубине потока 4 м), rи = 600 м и r = 600 + = 730 м глубина размыва равна
м.
6. Поскольку полученная глубина размыва меньше рассчитанной при расчетном уровне, за искомую следует принимать h = 4,8 м.
7. Для уменьшения глубины размыва устроим срезку грунта со стороны выпуклого берега. Тогда радиус кривизны потока в русле при расчетном уровне примем равным 1,15×rи = 1,15×680 » 780 м (см. п. Т.3), r = 780 + 260/2 = 910 м, и глубина размыва по формуле (Т.3) будет равна 2,85 м.
Как видим, устройство срезки грунта на противоположном (укрепляемому) берегу является эффективным методом снижения размывов у вогнутых берегов русел.
Ключевые слова: глубина местного размыва, опора моста, струенаправляющая дамба, конус моста, подошва насыпи, регуляционные сооружения, грунты связные и несвязные.