Страница 4: СП 32-102-95. Свод правил сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей методы расчета местных размывов (31370)

Пример расчета по формуле (8.13) приведен в приложении Т.

8.8. Глубину местного размыва у закрепленного вогнутого берега излучины следует определять по формуле (8.13). При этом, если со стороны вогнутого берега есть пойменный массив (т. е. в паводки вода выходит на пойму), то глубину местного размыва у закрепленного берега следует определить как при расчетном уровне, так и при условиях, когда вода достигла бровки берега. К расчету принимают наибольшую глубину местного размыва.

Приложение А

(обязательное)

Расчетные характеристики наносов и грунтов

А.1. При расчете русловых деформаций грунты подразделяются на несвязные и связные, талые и оттаявшие.

В расчетах к оттаявшим относят только связные грунты, в которых после промерзания нарушаются внутренние связи. Все несвязные грунты при оттаивании практически не меняют своих физико-механических свойств и относятся поэтому к талым.

Далее, если не оговаривается, рассматриваются характеристики талых грунтов.

А.2. К несвязным грунтам относятся крупнообломочные (валунный, галечниковый, гравийный) и песчаные грунты, не обладающие свойством пластичности (раскатывания).

При расчете местных размывов к несвязным следует относить указанные грунты, содержащие по массе: не более 10 % растительных остатков (торф); б) пылеватые пески с содержанием пылеватых частиц (мельче 0,10 мм) менее 20 %.

А.3. При расчетах размывов основной (интегральной) характеристикой несвязного грунта является средний диаметр частиц d, определяемый на основе механического (ситового) анализа по формуле

,(А.1)

где di ?? средний диаметр частиц i-й фракции, определяемый среднеарифметическим размером отверстий сит, ограничивающих данную фракцию;

pi ?? содержание в грунте i-й фракции, в долях единицы по массе;

n ?? число фракций.

Если несвязный грунт содержит частицы мельче 0,10 мм, то к расчету принимают средний диаметр частиц грунта крупнее 0,10 мм, вычисляемый по формуле

,(А.2)

где p0 ?? содержание в грунте частиц мельче 0,10 мм, в долях единицы.

Значения pi и di определяют на основании гранулометрического анализа проб грунта, отобранных в местах предполагаемых местных размывов. При этом за массу всего несвязного грунта принимают массу без растительных остатков.

А.4. Несвязный грунт считается однородным при соблюдении любого из (достаточных) условий:

а) Dmax / d ?? 3; (А.3)

б) в случае, предусмотренном п. 4.4.а, при средней скорости потока больше размывающей для частиц диаметром Dmax.

Здесь Dmax ?? средний диаметр крупных частиц, которые составляют 2 % массы грунта, или самой крупной (по размеру) фракции, если она составляет 2 % и более массы грунта;

Когда самая крупная по размеру частиц фракция составляет менее 2 % массы грунта, средний диаметр крупных частиц определяют по формуле

,(А.4)

где p1 ?? содержание по массе в грунте самой крупной фракции со средним диаметром частиц d1;

p2, pn ?? содержание по массе следующих по крупности фракций со средним диаметром частиц d2 и dn.

А.5. Несвязный грунт следует относить к неоднородному, если:

а) частиц со средним диаметром D, образующих отмостку на дне воронки, не менее 2 %, и они удовлетворяют неравенству

D / d > 3.

Примечание. Расчет среднего диаметра частиц слоя отмостки D приведен в разделах основного текста для каждого вида сооружений в зависимости от гранулометрического состава грунта и гидравлических характеристик потока;

б) имеются крупные включения не менее 2 % массы грунта, когда средняя скорость потока меньше размывающей для среднего диаметра частиц D этих включений.

К материалу, содержащему крупные включения со средним диаметром D = Dmax, относится грунт, удовлетворяющий неравенству Dmax /dм ?? 25, где dм ?? средний диаметр частиц материала без крупных включений. Примером крупных включений служит галька (Dmax) в песке (dм).

А.6. При расчете местных размывов основной характеристикой связного грунта является расчетное удельное сцепление (или расчетное сцепление) ср, определяемое по формуле

,(А.5)

где cн ?? нормативное сцепление, определяемое на основании стандартных методов испытаний (согласно ГОСТ 20522-75 или заменяющего его документа) в состоянии капиллярного водонасыщения при полной влагоемкости;

??g ?? коэффициент надежности по грунту, учитывающий вероятность отклонения величины сил сцепления от нормативного значения и определяемый с учетом доверительной вероятности 0,90; при отсутствии данных испытаний образцов грунта можно принимать максимальное значение ??g = 2.

При отсутствии данных инженерно-геологических исследований допускается определять расчетное удельное сцепление cр связных грунтов по СНиП 2.02.01-83 или заменяющим его нормативным документам, а при высокой заторфованности связных грунтов ?? по таблице А.1.

Единица измерения сцеплений ?? паскаль (Па).

А.7. Если в полевых условиях получено нормативное сцепление оттаявшего грунта cн(от), то для перехода к соответствующему значению талого грунта можно воспользоваться формулой

cн = Крсн(от), (А.6)

где коэффициент перехода Кр принимают равным 1,5 при нормативном значении показателя текучести 0,25 ?? Il ?? 0,75 и равным 1,1, если значение Il выходит из указанного диапазона.

Таблица А.1. ?? Расчетное сцепление заторфованного связного грунта

Нормативное значение показателя текучести грунтов определяют в зависимости от природной влажности W и числа пластичности Wп = Wт ?? Wр, где Wт, Wр ?? влажность грунта на границах текучести и раскатывания ( в долях единицы).

Коэффициент надежности по грунту ??g полученный для оттаявшего монолита, следует принимать в качестве искомого при определении расчетного сцепления талого грунта.

А.8. Размывающей (средней на вертикали с глубиной потока Н) скоростью потока v0 для данного грунта называют минимальную среднюю скорость, при которой появляются первые признаки размыва дна водотока.

При отсутствии специальных обоснований размывающую скорость следует определять в предположении, что на пойменных участках дерновой покров отсутствует (разрушен при производстве работ).

Размывающую скорость v0, м/с, для однородного несвязного грунта со средним диаметром частиц d, м, при глубине потока Н, м, рекомендуется определять по формуле

,(А.7)

где g ?? ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2).

По этой же формуле требуется определять размывающую среднюю скорость v0D для частиц слоя отмостки и i-го слоя грунта, заменяя в формуле средний диаметр частиц d средними диаметрами частиц соответственно слоя отмостки D и i-го слоя грунта di.

Для ускорения расчета по формуле (А.7) рекомендуется пользоваться графиком (рисунок А.1).

Для пылеватых песков, содержащих пылеватых частиц (в долях единицы по массе) 0,03 ?? pп ?? 0,20, размывающую скорость следует определять по формуле

.(А.8)

Для засоленных песчаных грунтов (средний диаметр частиц до 2 мм) размывающую скорость определяют по формулам (А.7) или (А.8) с коэффициентом 0,92.

Рисунок А.1. ?? График для определения размывающей скорости

несвязных грунтов

А.9. Размывающую скорость для связных грунтов, м/с, рекомендуется определять по формуле

,(А.9)

где С ?? коэффициент Шези, определяемый в зависимости от глубины потока Н и коэффициента шероховатости n: можно принимать С = Н1/6/ n.

cр ?? расчетное сцепление, Па.

Для ускорения расчета по формуле (А.9) составлен график размывающей скорости при коэффициенте шероховатости n = 0,03 (рисунок А.2). При n ?? 0,03 значения v0, полученные по графику, следует умножать на величину 0,03/n.

Рисунок А.2 ?? График для определения размывающей скорости связных грунтов при коэффициенте абразивности ?? = 1 и

коэффициенте шероховатости n = 0,03

А.10. Для связных засоленных грунтов, содержащих менее 3 % легкорастворимых солей, размывающую среднюю скорость потока следует определять по формуле

v0с = v0кc,(А.10)

где v0 ?? размывающая средняя скорость, определяемая по формуле (А.9);

кс ?? понижающий коэффициент, который допускается принимать в зависимости от расчетного сцепления равным:

ср??105 Па . . . . . ??0,05 0,01 0,02 0,03

кс . . . . . . . . . . .0,92 0,90 0,90 0,75

ср??105 Па . . . . . .0,04 0,05 0,075 ??0,010

кс . . . . . . . . . . .0,72 0,67 0,63 0,59

При содержании в грунте свыше 3 % легкорастворимых солей размывающая скорость должна устанавливаться на основании специальных исследований.

А.11. Размывающую скорость для оттаявших связных грунтов следует определять по формуле

v0t = v0кt, (А.11)

где кt ?? коэффициент уменьшения размывающей скорости потока для оттаявших грунтов по сравнению с талыми, определяемый по таблице А.2, в зависимости от вида криогенной текстуры грунта в мерзлом состоянии и льдистости за счет ледяных включений* (т. е. отношения объема ледяных включений к объему мерзлого грунта).

* Указанную льдистость следует отличать от суммарной льдистости (отношение объема льда к объему мерзлого грунта).

Таблица А.2 ?? Значения коэффициента кt

Для оттаявших засоленных грунтов размывающую скорость определяют по формуле

v0tc = v0кtкc.(А.12)

А.12. Гидравлическую крупность частиц несвязного грунта w (т. е. скорость их осаждения в стоячей воде) следует определять в зависимости от диаметра частиц d по графику (рисунок А.3).

Рисунок А.3 ?? График для определения гидравлической крупности несвязных грунтов

Гидравлическую крупность несвязного грунта, состоящего из частиц различной крупности, определяют как средневзвешенную по аналогии с определением среднего диаметра частиц грунта по формуле (А.1) или (А.2).

А.13. Гидравлическую крупность отрывающихся отдельностей связного грунта принимают по таблице А.3 в зависимости от их толщины z, определяемой по формуле (5.27).

А.14. Для пылеватых песков с содержанием пылеватых частиц pп ?? 0,2 (грунт относится к связному) гидравлическую крупность следует определять по эквивалентному расчетному сцеплению, Па

,(А.13)

где v0 ?? размывающая скорость для песчаных частиц грунта, м/с, определяемая по формуле (А.7);

С ?? коэффициент Шези, м0,5/с;

?? ?? коэффициент абразивности, принимаемый равным 1,16 при грядовом движении по руслу песчаного материала, при отсутствии движения песчаного материала ?? = 1.

Если по формуле (А.13) получается cрэ < 0,001??105 Па, то рекомендуется принимать cрэ = 0,001??105 Па.

Таблица А.3 ?? Гидравлическая крупность отрывающихся отдельностей связного грунта

Приложение Б

(обязательное)

Коэффициент формы свайных фундаментов

Б.1. Под коэффициентом формы М свайного фундамента понимают коэффициент увеличения местного размыва у ряда свай по сравнению с размывом у одной сваи цилиндрической формы.

Коэффициент формы М следует определять у расчетного ряда, в качестве которого необходимо принимать один из первых двух рядов свайного фундамента с наибольшей глубиной размыва и расположенного при ?? ?? 20?? перпендикулярно продольной оси опоры, а при ?? > 20?? вдоль ее (рисунок Б.1).

Рисунок Б.1 ?? К определению расчетного ряда свайного

фундамента:

а ?? продольный вид опоры; б ?? план свай;

1 ?? направление течения; 2 ?? расчетный ряд

При одинаковых форме и размерах свай в двух рассматриваемых рядах, а также одинаковых просветах между сваями расчетным будет тот ряд, в котором находится больше свай.

Б.2. Коэффициент формы М свайного фундамента с количеством свай n > 1 в расчетном ряду следует определять по формуле

M = M1M2cMnc,(Б.1)

где М1 ?? коэффициент формы отдельной сваи, принимаемый согласно п. 5.1.9;

М2с ?? коэффициент увеличения размыва у двух свай по сравнению с размывом у отдельной сваи