Введение к работе
Актуальность проблемы
Размывы грунтовых гидротехнических сооружений и каналов являются проблемой при их проектировании, строительстве и эксплуатации. Технические решения по недопущению и регулированию размывов назначаются по результатам инженерно-геологических изысканий.
Проблема упрощения, уменьшения трудоемкости, стоимости и длительности инженерно-геологических изысканий весьма актуальна для всех строительных отраслей, и особенно при обосновании и проектировании гидротехнических и мелиоративных мероприятий. Это обусловлено гораздо большей площадью земель, на которых необходимо проводить изыскания для гидротехнических сооружений и мелиоративных систем, чем это требуется для промышленного и гражданского строительства.
Проведение инженерно-геологических изысканий на столь больших территориях связано с большими затратами, поскольку отбор, хранение, транспортировка монолитов грунта, проведение детальных лабораторных опытов очень трудоёмки, дороги и длительны.
. Кроме того, исследование грунтов в мелиоративном и гидротехническом строительстве имеет ряд важных особенностей. Грунты здесь используются не только как основания, но и как среда сооружений,..vi как строительный материал, и как объект целенаправленных инженерных воздействий. В гидротехнике и мелиорации приходится использовать практически любые грунты, имеющиеся в зоне строительства, в том числе слабые и структурно-неустойчивые. При этом, кроме прочности и деформируемости, большое значение в гидротехнике и мелиорации имеет размываемость грунтов. Определение размываемости грунтов требует проведения сложных, трудоёмких и дорогих лабораторных испытаний.
Этим обусловлена важность создания упрощённых ускоренных методов оценки размываемости грунтов.
Целью настоящей работы является обоснование ускоренного метода определения допускаемых неразмывающих скоростей течения воды для каналов в связных грунтах, обеспечивающего снижение
трудоёмкости и ускорение инженерно-геологических прогнозов, при достаточной на ранних стадиях проектирования достоверности.
Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:
выявить особые требования гидротехнического и мелиоративного строительства к исследованиям и оценке свойств грунтов;
выполнить анализ известных методов оценки допускаемых неразмывающих скоростей;
определить эффективное направление научного поиска, методику и состав исследований;
определить номенклатуру нужных.показателей свойств грунтов;
сформировать представительный массив независимых исходных данных;
обосновать выбор комплексного первичного показателя свойств связного грунта;
исследовать влияние различных факторов и усовершенствовать методику опытного определения первичного показателя свойств связного грунта;
выявить и исследовать взаимосвязи первичного показателя с другими свойствами грунта;
« выполнить анализ формул, описывающих процесс размыва потоком земляного русла;
выполнить анализ зависимостей между придонной и средней скоростью потока;
обосновать и разработать новый ускоренный метод определения допускаемых неразмывающих скоростей;
определить экономическую эффективность предлагаемого нового метода;
организовать внедрение . и производственную проверку достоверности и эффективности результатов исследований;
Методы исследований. Решение поставленных задач потребовало обобщения и анализа научных и практических достижений в областях гидравлики, инженерной геологии, гидротехники и мелиорации; теоретических обоснований и экспериментальных полевых и лабораторных исследований; выбора нового комплексного критерия
івойств грунтов; статистических обоснований, экспертных оценок, івристических поисков и создания изобретений.
Научная новизна заключается в создании нового комплексного іервичного показателя свойств связного грунта - коэффициента быстроты іазмокания; в исследовании влияния различных факторов на результаты >пыта, усовершенствовании методики определения быстроты размокания рунта и расчёта коэффициента быстроты размокания; в выявлении и ісследовании взаимосвязей быстроты размокания с гранулометрическим юставом, пластичностью, просадочностью, деформируемостью и юдопроницаемостью грунтов, в выявлении общей физико-химической :ущности и взаимосвязи деструктивных процессов размокания и размыва :вязного грунта, и в создании на этой основе принципиально нового некоренного метода определения допускаемых неразмывающих скоростей ечения воды для связных грунтов.
Достоверность полученных результатов обеспечена
іспользованием обширного массива независимых исходных данных и статистических методов, сопоставлением расчётных результатов с ;анными экспериментальных полевых и лабораторных исследований, и со стандартными расчётными методами, и дополнительно подтверждена іроизводственной проверкой в ЗАО ПО «Совинтервод» при іроектировании реальных гидротехнических сооружений.
Практическая ценность работы обусловлена многократным снижением трудоёмкости, длительности и стоимости определения эазмываемости связных грунтов при обосновании проектов идротехнических и мелиоративных сооружений, и созданием возможности эперативного определения допускаемых неразмывающих скоростей при іроектировании каналов, русловыправительных и берегозащитных мероприятий, назначении размеров водотоков и определении іеобходимости креплений.
Апробация работы. Результаты исследований автора укладывались на научно-технических конференциях ВНИИГиМ и МГУП в 1999 г. и на секциях учёного совета ВНИИГиМ в 1999 и 2000 г.г. эезультаты исследований автора использованы в утверждённых эекомендациях «Конструкции и расчёт ГТС на просадочных грунтах», а акже апробированы при- проектировании защитных дамб Тенгизского и
Эмбинского нефтяных месторождений на побережье Каспийского моря, верхней плотины на р. Кебир в Сирии, причём отмечено многократнс снижение трудоёмкости и длительности определений свойств грунтов.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 1 печатных работ, в том числе 6 авторских свидетельств и патентов н изобретения.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит \, введения, четырёх глав, выводов, списка использованной литературы v 131 наименования и приложений. Основное содержание изложено на 10 страницах, в том числе 2 таблицы и 30 рисунков. Приложения содержат 2 таблицу на 30 страницах.