Назначение предварительных размеров оградительного сооружения вертикального типа

По принятой к расчету конструкции, исходя из величины Н и грунтов основания, устанавливаются размеры:

h_п= 2 м — толщина каменной постели, м;

d_f =13 м— глубина воды перед сооружением, м;

d_br =12 м — глубина воды над берменными массивами, м;

B_б =24 м — ширина бермы каменной постели, м;

В_с=13 м — ширина сооружения по основанию, может быть принята в первоначальном приближении равной (0,8-1)d_f, м.

Характеристики грунтов основания принимаем по данным изысканий в районе строительства или таблицам:

— угол внутреннего трения грунта основания;

— допускаемое давление на грунт, кН/м³.

Объемный вес принимаем по данным изысканий или по таблицам:

— объемный вес бетона над водой, кН/м³.

Характеристика режимов взаимодействия волн с сооружением вертикального профиля

В зависимости от параметров волнения, зоны побережья, в которой располагается сооружение, и профиля его подводной части можно выделить следующие четыре характерных режима взаимодействия волн с сооружениями, имеющими в своем составе вертикальную стенку.

При глубине перед сооружением больше критической d_b>d_cr и относительной глубине на берме d_f/h≥2,25 образуется режим стоячей волны. В этом случае набегающая на сооружение вертикального профиля волна полностью отражается. Амплитуда отраженной волны, ее длина и период раны соответствующим параметрам исходной волны. При наложении отраженной волны на последующую набегающую волну образуется так называемая стоячая волна. Высота стоячей волны равна удвоенной высоте исходной волны, а длина и период равны соответствующим параметрам исходной волны.

При глубине перед сооружением больше критической (d_b>d_cr), но при уменьшении относительной глубины на берме d_f/h<2,25 перед сооружением возникает так называемы «переходной режим». Наличие высокой постели в основании сооружения приводит к тому, что набегающая на сооружением волна начинает частично разбиваться о стенку с образованием всплесков воды. Однако, несмотря на появление признаков разбивания волны, преобладающим в этом случае еще является фактор отражения, вследствие этого, характер волнового воздействия при «переходном режиме» еще мало отличается от действия стоячих волн. В настоящее время отсутствует расчетный метод, который бы учитывал основные особенности переходного режима.

При глубине перед сооружением больше критической (d_b>d_cr),но при дальнейшем уменьшении относительной глубины на берме d_f/h≤1,25 перед сооружением образуется режим разбивающихся волн. В этом случае изменения в характере волнового движения, начавшиеся в переходном режиме, становятся под влиянием высокой каменной постели настолько существенными, что почти полностью исчезают признаки, присущие стоячим волнам.

Рассмотренные три режима возникают перед сооружением в случае, когда не происходит разрушение волн на некотором расстоянии от сооружения, т. е. при d_b>d_cr.

Четвертый режим возникает в том случае, если на примыкающем к сооружению участке дна протяженностью не менее 0,5 λ глубина оказывается менее критической d_b>d_cr. Этот режим характеризуется действием прибойных волн.

Расчет сооружений на воздействие давления стоячих волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине дна d_b>1,25h и глубине над бермой d_br≥1,25h. Если на берме предусматривается установка берменных массивов, то в расчет принимается глубина над поверхностью берменного массива. Для учета влияния выступающей бермы в формулах для расчета свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины d_b вводится условная расчетная глубина d. Обычно бермой считают часть постели, которая выступает за лицевую грань вертикальной стенки. Причем ширина бермы b_br равна расстоянию от лицевой грани стенки до верхней бровки откоса. Если ширина бермы превышает 0,3 , то следует принимать d _b= d _f= d.

При ступенчатом очертании поверхности каменной отсыпки перед сооружением значение d_b отсчитывается от поверхности наиболее заглубленного участка, а величина b_br принимается равной ширине по верху прилегающего к вертикальной стенке участка отсыпки.

Волновой режим у сооружения

Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине до дна d_b > 1,5 h и глубине над бермой d_b ³ 1,25 h; при этом в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины до дна d_b, м, необходимо применять условную расчетную глубину d, м, определяемую по формуле

, (1)

где d_f - глубина над подошвой сооружения, м;

k_br - коэффициент, учитывающий влияние каменной постели на волновой режим принимаем;

h - высота бегущей волны, м.

Критическая глубина. Критическую глубину Н_кр в зоне первого обрушения волн для случая прямолинейных изобат, параллельных фронту волн, определяем по данным табл. в зависимости от значения средней пологости волн на глубоководье.

Таблица для определения критической глубины Н_кр

Hкр/λ	0,5	0,30	0,16	0,13	0,11	0,095	0,08	0,07	0,06	0,05	0,045	0,027

Н_кр.=6 м