Расход твердого стока при размыве низового откоса грунтовой плотины

Abstract

В соответствии с принятой расчетной схемой размыв грунтовой плотины при переливе разделен на две стадии. В статье рассмотрена первая стадия, когда происходит размыв низовой упорной призмы. Ключевым фактором при расчете деформаций размыва является выбор формулы расхода твердого стока. Исследования показывают, что механизм формирования и транспортирования твердого стока при размыве моделей плотин из песчаных грунтов весьма схож с ранее описанным многими авторами для условий размыва речных русел. Особенность процесса в том, что размыв происходит при больших скоростях, поэтому твердый сток практически сразу переходит во взвешенное состояние. Для выбора искомой формулы проведены эксперименты на моделях плотин из песчаных грунтов различного гранулометрического состава. Установлено, что при больших скоростях, имеющих место в рассмотренных условиях, значение расхода твердого стока зависит исключительно от гидравлических характеристик потока. Влияние же физико-механических свойств размываемого грунта на величину расхода твердого стока незначительно, и они могут не учитываться. Выполнены расчеты по известным из речной гидравлики формулам, которые показали, что ни одна из них не дает достаточной сходимости с опытными данными. На основе анализа большого числа экспериментальных данных получена формула расхода твердого стока для условий размыва моделей плотин при переливе. При этом учитывался тот факт, что размыв плотины переливом имеет высокую степень стохастичности и трудно поддается теоретическому описанию. Особенно это проявляется в условиях пространственного размыва, когда одновременно с классическим размывом дна периодически происходит обрушение бортов размываемого прорана, что трудно учесть при расчетах.