Введение к работе
" ;
Актуальность работы. Рациональное использование водных ресурсов и охрана окружающей территории требуют строительства надеждах водохозяйственных и мелиоративных объектов,, составной частью «эторнх являются искусственные водотоки, проложенные в связных и іесвязннх грунтах.
В программе водохозяйственного строительства настоящего вре-гени приоритет отдается реконструкции и модернизации оросительных 5истем, строительству коллекторно-дренажной сети для борьбы с заилением и подтоплением сельскохозяйственных угодий. Важнейшей со-ітавной частью ее реализации является дальнейшее совершенствова-тв методов расчета рациональных и устойчивых русел каналов как земляных, так и крепленых. В последнем случае обеспечение устой-швости русла особенно важно, так как ремонт креплений в процессе жсплуатации для таких протяженных объектов, как мелиоративные саналы, сложен в технологическом отношении и требует больших до -юлнительных материальных и трудовых затрат.
Принятые в нашей стране гидравлические методы расчета кана -гов, исходят в основном из обеспечения допускаемых скоростей потока в русле. Средняя скорость потока не должна превышать допус-саемую неразмываюшую скорость и быть не меньше незаиляющей скоро-;ти для грунтов, слагающих русло. Исходя из этого условия, опре -іеляются параметры русла канала. Состояние и прочностные свойст -за самого грунта при этом практически не учитываются.
В методах механики грунтов статическая устойчивость откосов )пределяется по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения,аналізом напряженного состояния линейно-деформируемого грунтового «ассива или исходя из предельного состояния грунта в откосе. При юпользовании этих методов для расчета каналов не учитываются картельные напряжения, создаваемые потоком на откосах канала.
В силу отмеченного необходимо решить задачу об устойчивости >усла канала, рассмотрев оба компонента гидравлический и геомеха-шческий в едином комплексе.
Цель и задачи исследования. Целью работы является создание іетода расчета устойчивости русла канала и прилегающего к нему ассива грунта на основе решения контактной задачи: определить гстойчивую границу грунтового массива на контакте с водным пото-сом.
-145 I
С этой целью необходимо решить следующие задачи:
изучить существующие метода расчета устойчивости русла зе мляного канала в области гидравлики и механики грунтов;
выявить закономерности распределения касательных напряже ний, создаваемых водным потоком по смоченному периметру русла;
уточнить метод расчета устойчивости открытых русел с учет действия собственного веса грунта, взвешивающего давления воды, фильтрационных сил, эксплуатационных нагрузок на бермах канала;
разработать метод расчета устойчивости открытых русел по влиянием касательного воздействия водного потока в канале.
Научная новизна работы состоит в следующем:
создана математическая модель для оценки устойчивости гру нта на контуре русла и в массиве под воздействием водного потока
разработаны алгоритмы и программы расчета на ЭВМ напряженного состояния и перемещений массива и границы на контакте двух сред: грунтовой в прилегающем к руслу массиве и водной среды в потоке внутри русла;
предложен метод оценки устойчивости земляного русла под д йствием объемных сил собственного веса, фильтрации, взвешивающег давления воды, эксплуатационных нагрузок на бермах канала и каса тельной нагрузки по контуру русла от воздействия водного потока;
выявлена функциональная зависимость для определения значе ний максимальных касательных напряжений на оси потока.
Практическое значение работы. На основании выполненных нссл дований даны рекомендации по учету касательного воздействия пото ка и метод оценки устойчивости открытых русел, которые могут быт использованы при исследовании и проектировании земляных каналов.
Раалдзаддя работы. Полученные в диссертации результаты иссл дований использованы институтом "Союзгипроводхоз" для контрольны расчетов устойчивости русел магистральных коллекторов для отвод дренажных и сбросных вод в бассейне реки Амуд^рьи на территории Узбекской ССР и Туркменской ССР.
Апробация и публикация рдботн. Основные положения диссерта ции докладывались на:
Всесоюзном совещании "Научное обеспечение повышения эффек тивности использования мелиорируемых земель" (Москва, 22...24 апреля, 1987 г.);
Всесоюзной научно-практической конференции молодых учены "Экологическое совершенствование мелиоративных систем" ( Москва, 1989 г.);
- на семинаре "Проектирование, строительство и эксплуатация
водохозяйственных систем" (Пенза, 21...22 декабря, 1989 г.).
- секции гидротехники и гидравлики Ученого совета ВНИИГиМ.
По теме диссертации опубликованы 4 статьи и I находится в
іечати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, іяти глав, выводов, списка литературы из 130 наименований и приложений. Изложена на H2U машинописных страницах, содержит УЬ рисунка, 9 таблиц.
