МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ КРЕПЛЕНИЙ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН В УСЛОВИЯХ ВОЛНОВОГО

Для обеспечения устойчивости откосов земляных плотин при воздействии волн применяют различные типы креплений, среди которых чаще всего используют каменную наброску и сборные или монолитные железобетонные плиты. Долговечность и надежность креплений во многом зависят от того, насколько правильно рассчитаны и соответственно выполнены параметры креплений: диаметр материала каменной наброски и толщина железобетонных плит. Значения параметров креплений, рассчитанные по существующим формулам, значительно различаются между собой. Некоторые из этих формул не пригодны для малых водохранилищ Беларуси и дают реальные результаты только для крупных водохранилищ, где высота волн достигает 2 м и более. С целью определения диаметра камня наброски и толщины плит для крепления откосов плотин в зоне активного волнового воздействия предложена новая методика расчета, пригодная для водохранилищ различных размеров, в том числе и малых водохранилищ Беларуси. Методика разработана на основе теории предельного равновесия сдвигающих и удерживающих сил на откосе.

При расчете диаметра материала каменной наброски учтены сдвигающие силы: взвешивающее волновое давление, зависящее от высоты волны; влекущая сила потока, образующегося на откосе при откате волны; сдвигающий компонент силы тяжести материала крепления, зависящий от заданного коэффициента заложения откоса. Удерживающие силы определены с учетом основных физико-механических свойств материала наброски: плотности частиц во взвешенном водой состоянии, пористости, внутреннего трения и удерживающего компонента силы тяжести материала крепления. При разработке методики расчета толщины железобетонных плит влекущая сила потока не учитывалась, так как формируемый на поверхности плит поток практически не оказывает влияния на их устойчивость. В нижней зоне откоса, где гидродинамическое давление создается придонной скоростью, устраивают облегченное крепление обычно в виде наброски из щебня, гравия или мелкого камня. В результате преобразования критерия устойчивости откоса в этой зоне получены зависимости для определения крупности материала наброски. Предложенные формулы для расчета параметров креплений откосов земляных плотин могут быть рекомендованы к применению в проектных организациях.

1. . Гидротехнические сооружения. В 2 ч. / под. ред. М. М. Гришина. М.: Высш. шк., 1979. Ч. 1. 615 с.

2. Гидротехнические сооружения. В 2 ч. / под. ред. Л. Н. Рассказова. М.: Изд-во АСВ, 2011. Ч. 1. 576 с.

3. Алперин, И. Е. Укрепление берегов судоходных каналов, рек и водохранилищ / И. Е. Алперин, П. С. Быков, В. Б. Гулевич. М.: Транспорт, 1973. 216 с.

4. Богославчик, П. М. Проектирование и расчет гидротехнических сооружений / П. М. Богославчик, Г. Г. Круглов. Минск: БНТУ, 2003. 363 с.

5. Богославчик, П. М. Гидротехнические сооружения / П. М. Богославчик. 2-е изд., испр. Минск: БНТУ, 2014. 223 с.

6. Гидротехнические сооружения. Правила определения нагрузок и воздействий (волновых, ледовых и от судов): ТКП 45-3.04-170–2009 (02250). Минск: Минстройархитектуры, 2011. 74 с.

7. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика / под. ред. В. П. Недриги. М.: Стройиздат, 1983. 543 с.

8. Шайтан, В. С. Крепления земляных откосов гидротехнических сооружений / В. С. Шайтан. М.: Стройиздат, 1974. 352 с.

9. Кириенко, И. И. Гидротехнические сооружения. Проектирование и расчет / И. И. Кириенко, Ю. А. Химерик. Киев: Вища шк., 1987. 253 с.

10. Михневич, Э. И. Устойчивость берегов водохранилищ при формировании профиля динамического равновесия в несвязных грунтах / Э. И. Михневич, В. Е. Левкевич // Мелиорация. 2016. Т. 78, № 4. С. 18–23.

11. Справочник по гидравлическим расчетам / под. ред. П. Г. Киселева. М.: Энергия, 1974. 313 с.

12. Михневич, Э. И. Устойчивость русл открытых водотоков / Э. И. Михневич. Минск: Ураджай, 1988. 240 с.