Расчет деформаций прорези

Уравнение деформации для выделенных струй записывается в следующем виде:

+ (b_стр)_ср. ·DZ_д/Dt = 0,

где DQ_s - приращение расхода влекомых наносов, м³/ с;

(b_стр)_ср - средняя на участке ширина струи, м;

Dl - длина расчетного участка, м;

Dt - расчетный интервал времени, сутки;

ε - пористость грунта (для песка ε = 0,4);

DZ_д - приращение отметки дна, м.

Последовательность расчета:

1. Вычисляются значения расхода влекомых наносов в расчетных сечениях струй по формуле К. В. Гришанина: Q_s = 0,015(U_стр/U_нр)³·d₅₀(U_стр-U_нр)b_стр

2. Подсчитывается приращение величины расхода влекомых наносов DQ_s = Q_s,i+1-Q_s,i,

где i -номер расчетного сечения.

3. Вычисляется начальная скорость деформаций. При этом начальную скорость повышения или понижения высоты дна в пределах каждого расчетного участка находят по формуле:

, м/сут ,

где (b_стр)_ср = (b_стр,i + b_стр,i+1)/2;

Dl - длина расчетного участка по оси струи, м.

Величина получает тот же знак, что и величина ΔQ_s.

4. Подсчитываются деформации дна за период времени Dt по соотношению: .

Интервал времени Dt принимается равным 5 суток. Расчеты деформаций дна сводятся в табл.2.

По результатам расчетов строят графики изменения скорости начальной деформации по длине струи (см. чертеж).

Таблица 2

Расход влекомых наносов и значения начальной скорости деформаций дна в пределах струй №2 и 3

№ струи	№ попереч.	м/с	м/с			м/с	м	Qs м3/с	м	ΔQs м3/с	м	м/сут	м
		0,69	0,51	1,36	0,04	0,18	70,95	0,00019	56,75	-0,00129	115,50	-0,026	-0,132
	1,04	0,50	2,09	0,14	0,54	50,08	0,00148
51,19	-0,00356	141,34	-0,071	-0,354
	1,28	0,47	2,71	0,30	0,81	52,30	0,00503
50,27	-0,00544	133,77	-0,116	-0,582
	1,52	0,47	3,25	0,52	1,05	48,23	0,01047
45,32	-0,01849	156,98	-0,374	-1,871
	1,94	0,46	4,25	1,15	1,48	42,40	0,02895
38,72	-0,02660	205,05	-0,482	-2,412
	2,36	0,45	5,18	2,09	1,90	35,03	0,05555
30,73	0,02593	185,38	0,655	3,277
	2,28	0,48	4,70	1,56	1,79	26,42	0,02962
34,62	0,02806	237,94	0,491	2,453
	1,10	0,51	2,17	0,15	0,59	42,81	0,00156
		0,73	0,52	1,42	0,04	0,22	59,65	0,00023	56,75	-0,00023	115,90	-0,005	-0,025
	0,84	0,51	1,63	0,07	0,33	53,84	0,00046
64,32	0,00026	137,93	0,004	0,021
	0,68	0,50	1,36	0,04	0,18	74,79	0,00020
87,63	0,000017	136,99	0,0002	0,001
	0,62	0,48	1,29	0,03	0,14	100,47	0,00018
83,42	-0,00145	169,93	-0,015	-0,074
	0,97	0,48	2,03	0,13	0,49	66,36	0,00163
48,76	-0,08421	209,03	-1,190	-5,949
	2,68	0,45	5,91	3,09	2,23	31,16	0,08584
36,50	0,08124	187,32	1,711	8,556
	1,36	0,49	2,77	0,32	0,87	41,83	0,00460
43,24	0,00314	237,14	0,044	0,220
	1,08	0,51	2,13	0,14	0,57	44,64	0,00147

Исходя из графиков, видно, что скорость струи 2 больше значений неразмывающей скорости, следовательно по длине струи происходит транзитное перемещение наносов ([1] § 4.8), по прошествии 5 суток будут происходить следующие деформации дна прорези: на промежутке 1-6 будет происходить размыв а на промежутке 6-8 – намыв;

По длине 3-ей струи скорость струи на промежутке больше значений неразмывающей скорости происходит транзитное перемещение наносов, по прошествии 5 суток будут происходить следующие деформации дна прорези: на промежутке 1-2 – размыв, 2-4 – намыв, 4-6 – размыв, 6-8 – намыв. Вывод – прорезь не устойчива, необходимо предусмотреть создание запаса на возможную заносимость.