автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование параметров в способах защиты осушительных каналов от деформаций в легких грунтах

Украйська дерззьна акаде:л1я водного' господарства

. I и о д ■

1 3 МАИ 1997

па правах руксплсу

Е1Р1Ч0К ШЗКСАНД? ГЕОРГШСБКЧ

ОНГРУНГУВ£ННН ПАРЙЕТИВ Б СПОСОБАХ ЗАХИСТУ ОСУЙУЗАЛБНИК КАН4Л1В Б1Д ДВВОРУЩИ В ЛЕГКИХ ГРУНТАХ

Сп9ц1альз1сть 05.20.05 - г!дрогвзя1%н1 мэлгорацМ

А* В I 0 ? Е 6Е'Р А Т -дисертацП на здобуття наукового ступени кандидата тегн!чнпх наук.

Р1вне-195Г

Дисертац1я е рукоиисом.

Робота законана в Укра!кськ1й дергаЕнЫ гкадемН водного гооподарства.

' Еаукозий кер!зник: кандидат ?ехЕ1чнис наук, доцент Харчекко Борис Хванович.

0ф1ц1йн1 ОЕОнентп: доктор техн1чгг наук, црофесор Поляков Вадм Леонтхйович; кацдада? тегнхчкш наук, доцент Бе-зусяк Одексгндр Золодздгрозгч.

ПрсвЬдна орган1зац!я: 1нстктут "Укрводгооект" (м.Кк!в).

Захкст ввдбудеться "15" тсгЕнд 1997 року о.14то©н! на 3001дз1з1-'сггбцхал1зсва:юх зчено! рад;: Д 17.01.03 по зазшсту диеер-2ц1й на 'здобутая.каукозах-ступен!в доктора та кзздида-та техн1чЕ17. наук х:/л Укрз!нсъх1й дерзззнй акадзводного гооиодзрства за адресов: 266000м.Р1внв, .вул.Соборна, 11, учЗов^й корпус 1, аудкторхя 134.- '

3 дисертаЩею могаа ■ ознаПогшткоь в б1бл1охец-1 академП: к.Р1зне, йул.Цркходька/75.: ______________________

-Автореферат 'роз!сланий "10" кв!тня 1997 року.

Вченса секретар сп9ц1ал1зовано! вчеко! ради, член-коресгондент АШ, кандидат ?ехн!чних наук, професор

Гончаров С.и.

- 2 - .

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА. РОБОТЙ

Актузльн!сть теки. Практика експлуатацП осу^узалыю-ззолохуз2них систем з регхон! УкраТнського Пол:сся свхдч'-та; Слкзько 40% канзд!з пров!дао1 ?.:ерзк! перебузають у незадо-з!льному стал! через просторов! деформацх' !х укосхз 1 дна. Переформозан! какает не внконують зизкачен! 1м основ;:! ви-робккч! фуккцИ.' В результат! експлуатацйн! затрат:: на 1х утримзкня непсмхрно зростають, 1, таким чкном, дефор;.:ац11 канал!в кегатазяо вшшзаать на рентабзлыпсть госпсдасвван-кя. Шдтркмуватя какает в яаяекзсму робочому стан! шкна иляхом 1х захисту з!д дефоркац!й.

Тралщйн! коногрукцИ крйкення канал!з (Фзшпш, дер-лузання, тик,/пос!з трав. тощо). макть суттсз! кедолтки -складн! га технологию улгзтуванкя, нотребуютъ зяачних затрат ручно* прац!, трудсм!стк! в догляд! за .чая. Сучзсн! те-хн!чн! р!сзння теко» мало зпровадзувться через кедостатню о<5грунтозан!еть Тх. параметр*», ?мсв функцЮнувакня та шшшу ка завкоетЕке сзредовицз.

Все це вкззуе ка кеобх!дн!сть проблему захисту

М9л1о?атквнкх канал!з в!д деформац1Я в са.чсст!йну 1 провести комьяексн! дослхдаення для з'ясування погочшх задач щодо мокливост1 зпрозадаення' г. виробкицтво !ндустр1ашшх спосо-б!з. Проблема захисту укос!в канал!в нами розз'язузалась теоретично, лабораторными- експериментами, польовими досл!даен-

НЯМ11.

Мета робота сформульована в назв! дасергацИ ! передба-чае реал!зац!ю !ндустр!альних способ!в захисту канал!в про-в!дно! мерея! осушувально-зволожувальних систем в!д деформа-д!й в специф!чних грунтових умовах реПону Пол!сся та обгру-

Етсвуе оснобн! параметр;! з цис способах на основ! коииэкс-елг досд!дхекь.

Задач? дослЗджекь.

1. Виявятк осо'лкзост! робота канал 1в пров+дно! мерек! юл1орагавн22 систем на основ! рекогноспирузальних обсте-&ень, вкд£шз: та узггальнкта ипюв! деформацК ухос£з осу-сувальша каиад*з.

2. Теоретично обгрунтузаги моз:лев1сть ззхиоту укос!в осупувальгпи. кзналЬз в!д дефоркзцхй 1ндустр ! альнамх способа-кк. ■

3. 0ц1нйта к!ру Елжшу заггиах способ 1а на ф!льтрац!й-н! 1 деформации! процзся в укосах канал!з:

а) методом ЕГДЛ;

б) фйзкчним модэлювакаям; . '

б) методом ф1."ьтраи;1йЕн. опорхз.

'4. Одержат;: систему • акалйзингх захоком!ркос?ей про вшяз оахизнгх с::ссоб!з на дэфоркац!йк! процас'л з каналах.

,Ъ. Перэв1рпя1 .осковк! теореткчк! павозшкя I результата екепврнгаввЗВ. в натур!, обгруахузатк опткмальк! параметр;: оахаских способ!а та дат:; пропозпй! взробництву.

Об'ект досйлдязнь.

1. А::2л1з р*ззугьтат!з рекогноицфувакня та особазостэй ексгогуагац!! мел1орагившас систем Пол1сся дозволив тшПзува-И1 • канала гров1дно1 мерея! за пркзначенням, TiOEMtpa.sK, де-формац!ямл то сгстематкзувати фактора, як! д!ево вшзшаигь' на деформацН. Типов! каналк стали об'ектсм всебхчша дос-л!дкань для обгрунтувавня оптимальных пзрэметр1в.

2. Для -пэрзз!рк:1 1 Е!дтЕэрдз:ення основких полонень робота проводились польовг дослхдакня на осушуваг&ндх системах "Кам'яне" Сарненського району Р!шеясько1 облает! та Ка-

м'я::ськ!2 осуЕузальн1й систем! Олезського району К'.тсмирсь-ко! облает!, як! с г/лобекя в регион! Пол1сся.

Наукозз новизна.

1. Зяерзе для рег!ону Пол!сся проведена сястематизацП деформаций канал!з проз!дно' мере:-:! осупувальпо-зволожуваль-нах сисек ; фактор!в, п!д д!ею яке розвивеються ц! дефор-

М2Ц15.

2. Запропонозан! до впровадження !кдустр!альн! способа заххсту укос!з з1д деформац!3 (приук!сня дрека, пл1вкова. за-з!са, 1х поеднЕШЯ) спхвставлялксь з традац1йше.!и. Доведена 1х функциональна переззга на п!дстаз! теореткчних узагаль-некь, гаделЕзання ф!лътргц1йн::х г:роцес!з методами ЕГДА, на грунтов« модел!, фьтьтрзц+йша олор!в та польовими досд!д-

-кеннякк. ■

3. Обгрунтозано оргг&шькй гргфоанал!ткчний спос1<5 оц1нк2 стхйксст! укзс!з грунтовгх споруд, скоргставаксь ягам менна оперативно одерзгтк повну- уязу про ст!йк!сть укэств або 1х акльн£с?ь до дефср:<:ац!Л.

4. Вперше одзркгз! лэкальн! заксном£рност£, яккм п!ддо-рядкован! параметр:: та гроцеск деформацИ осупувальних кака-л!в. Ззкснсм1р50сг1 сгстемаигзован! з п'ят:! номогра.тах, як£ дсзеолязть вкзкачати паремзгря захисних еяособ!в з Ебймензк-ми затрате!® часу, зусаяь, коагй.' ,

5. Для кангл!з презхдко! керег! ссулузально-зводснува-ких систем Пол1сся одерган! допустам! йзтенсизност! знкжекня р!вня вод:! в каналах та гранича! значения закладашя укос!в. Ц1 задач! розглядалпсь дифереяцКовано для кзнал!в, захицэ-них р!зники способам! кршлення ! без. них.

6. Хдг'Я ф!льтрац£йних опор!в трансформована нами до об-грунтувашш параметр!в цриук1сно! дрени, а результата анал!-

sy доведен! до зручно! форми 1х викордстання - нсмограм.

7. Клзскчнил балансовая методом проанал1зовано процес деформацП каналов, lie дозволило одерзати кхлькхск! псказни-кк деформацП укосхв каналхв в рхзнхх ззр!антах хх захисту 1 зробитл узагалкшевч! еионобк;;.

Осяознх положения, so рж-юсяться ка захнст.

1. Результата п'ятир1чккх шльових досл1д2йнь та лабораторных. експеркмент1в з проблем дефорнаахй осушувалънж: какал!в та технгчн! ршекня еодо захисту хх укос!в вЗЕд деформация.

2. Методологхчн! осиози сбгрунтуванкя оснсвши парамет-• р!в б 'способах - захисту укосхв осушувалыш. канал1в з!д де-формаЩй.

3. Графэаналхтпчнзй cnocid акал!зу стхйхостг yx:oci3 ка-нал!з та результата Яого апрсбацх!.

4. Особлкзост! трансформацх! методу фАЛЬтрацВйлх опэ-р!в до конкрэтких умов та обгрунтузання на його пхдставх ос-еов:-31Х параметр is приукхсно* дрена.

5. Лркальн! закономерности яким пхдпсрялкованх дефор-мац±1 укосхв каналхв, хх граф!чне узагальнекня та особлизос-т1 взкоркстання. . '

6. Результат;:. перев!рки осноеяих г!потез в натурних уковах, результата аналхзу роботи захисннх способ!з, особли-BOCTI впрозадження. XX В виробництво.

Практична Ц1кн1сть.

1. Способ:: захисту осушувальних канал1в в!д деформацхй з розрахунковим: параметрам булх вякорястан! оренднкми п!д-приемстваи! "Ентоьагрзодпроеят" в проектах реконструкцт! ме-лхорптавихх систем в Олевському, Овручському i Лугинському районах та "Р1вневодпроект" - в Дубровицьчому i Сарненському

районах.

2. Локальн! закснпм1ргост1, "одергаЯ! на основ! ишлгрг-ментальких досл!джеЕь. узаггльЕон! в п'ята нсмотргнаг. використання дозволяе £аг1зц!2! проектних оргзн1згя52 зеплезз спростити сбгрунтузання розрахункових параметр!в е сшапСах захисту осуиувальнгс: кгнглЗз з!д деформзцШ. •

3. Результата доагпдгзяь Епрозадаен! в трьегг псааггзг: на реконструкц!ю мелгсрапЕнгх. систем.

Апробацтя роботе. Результата досл!да:екь 1 осепшЛ езло-кення досертацН допоэ£даетсь на Всесоюзны наукоЕО'-т52ЕФг-н!й конферекцП молодзх вченпх I аюц1ал!ст1в "Пошшпв зф-фзктЕвности ме-таорируензх. газа и. водохозяйственное стрсг-тельство"' з м.Тб£я2с£ 1£37р-, республЬсанськиг Езутгпза-техн1чних кснференц!гэ: "Эзсгггзнгя 1Ш1 - в мелкораск! а: водное хозяйство" в м.Р1енэ 1537р., "Ковае'техначескгв" рздгегаа при производстве мэдгзратгвннг'рзботГ в м.Р1вне. Т222р'.. сС-ласних науково-цракигазгг ЕЕЕ^еренцхях "Достижение кзаш^а-тквной науки - стшзэаэкзу" з н.Р!вт 1983р. £ "П^^г ггглх-иения эффективности освоения мелиорируемых земель зз; отит достижений наука и т&хниг" з и.Р1Ене 1939р.

Дубл1кацИ. По теи! диоертгцИ опубл!ковано Э Енузпнгг. праиъ та Еидан! "Технг=н1 низинка" (НГД- 33.23.01.072-5311.

Реал1ззц1я резулыгатш. Результаты досл1да:ень шешезд;-жен! в техн!чних проектах "Реконструкция Каменской асззшк-льной системы Олевскаго ранена Гитомирской области?" .та "Реконструкция осушительной системы в колхозе "Першег тщаЕва™;. Сарненского района Рсвевзи! области", а такок в проекта рэ-конструкцИ осушувальЕэ! сгстека з колективному с1льсбешгос-подарському ¿Ъдариемств! (ЕШ) "Маяк" Дубровицькогсь ваЕгшу

PlEHöKCbKol облает! у 1994 роц!. Орекдне п!дпр;:емство "Укр-водпроект" мае нам!рл вклшита результата досл!дз:ень в дер-хавну нормативну документац!ю зг!дно прикладэному в днсерта-ц!! протоколу нам!р!з.

Результат« дослщень систематизован! в р!чних зв!тах з наукоЕо-дослгдно!.робота та нормативному документ! "Технические указания по проектированию, строительству и эксплуатация приоткосных дренажей к плёночных экранов ка осупительно-увланиителькых системах".

Обсяг та структура. Дисертац!я м!стить вступ, ш!сть розд!л!з, зпсновкд ! пропозкц!!, список л!тературк та додат-кй.. Робота викладена на 125 сторйкзх машинописного тексту, !люстрована 61 рисунком, зм1щуе 37 таблиць та 22 додатки. Список л!тературких дгерел ¡.-¿стать 117 найменувань.

ЗГ.2С? РОВОГИ

У встун*.обгруктовуеться ахтуальн!сть проблею:, форму-люеться'кэта та -задач! дослхджоеь, розкркваеться нзукова новизна та практична цйн!сть робот;:, напряг,ки апробацП i ре-алгзацх! результатов. •

В петому роздал! подана сшит характеристика природных 'таз рег.1ону Пол!сся, об'екту натурких досл!дхень - осу-шувалъкпх систем "Кам'яке" та Кам'янсъко!,. .проблем;: ст1йко-ст! трунтовях споруд,класичянх методгв оц!нки ст!йкост! та способ!в зах.сту укос!в в!д деформаций. -."■ . 3 проблем: ст!йкост1 грунтових споруд на ми анал!зува-лись:класичн! прац! в!тчязнянпх та зарубйших авторитеИв: 1.Ф.Бурлзя, • О. С.Волбшк!ноГ, В.Б.Вчелько, С.М.Гончарова, Т.I.Дайдева, В. О.Доспехова, Н.М.Кризського, Н.М.Кузло, A.A.

лупашко, 1.Х.У.агдеева, МЛ'.Мзслова, Ц.е.Шрцхулавп, В.1.М1Х-невича, О.Я.СШЯкхка, М.М.Павловського, А'.Ф.Печкуроза, В.М. Полякова, М.П.Пузиревського, Ю.А.Соболавського, В.В.Соколов-ського, К.Терцаг!, В.Селея1уса, БЛ.Харченка, М.О.Цптовича, Р.Р.Чугаева, Б.НиШп'а, К.Е.Ре1егзоп*а та !ншкх.

Всеб!чнк* акал!з Ппотез ! способ!в розрзхунку ст!Якос-т! грунтовлх споруд показав, цо проблема ст1йкост! укос!в канал!в Ее не досягла налегного р'ння розвитку в зв'язку 1з значною склгдн!стя урахуванкя велико! кыькост! Д1вчкх при-родннх та антропогеннее факторов. У внрйгенн! проблем! окре-слклись р!зн! напрягясх досл!днень 1 практичк! иляхи !:с реа-л1зац11: теоретачнил, модэлъЕО-експерклентальния, графоана-л!тичнн2, балансовой, натурнпх експеримент1з.

Для натурнгх досл!дкень 2ибран1 типов! за тнхэкерко-геолог1чз2,я та г1дрог&алог!чними ознехаки осузувальн! система: Кам'янська осузузальна система в Нктс!гирськ!Я обле.г! 1 "Кам'яне" на п!зноч! ?!вненсько! облает! .•

3 другому зозд!л!' оСгрунтезака методика уксви прсве- • дення лабораториях екссзргмеЕТхВ ! сольовях доелгдхзнь. Ппа-. нуванням експеримент13 попередяъо з'ясозак! ссковнг фахтори, ео д!езо вплкзають на дэформац!! каналхз, внзначеяа структура необх!дких данзз;. Принят! так! осксзк! напрягла: досл!д-хэкь:

- теоретична обгрунтування парамэтр1в в способах захисту укос!в осузувальних кангл!в;

- викоркстання методу ЕГДА до сбгруктування паракетр!в в захисних способах ! уточнения м!сдя !х розташувення з укосах на ф1зичнЕ1 модел!;

- перев!рка (параметр£з в загиезих способах, узгодзення *х з результатами електромоделвзання, сбгрунтування уг.гоз 1х пере-

-износу в натуры! умови;

- польов! досл1дження захисних способ1в 1 уточнения !х па-раметр!в в натурних умовах.

Досл!дкення ф!льтрац!йних процес!в проводились на !нте-гратор! ЕГДА 9/60 за методикою П.О.О!льчакова, ВЛ.Панчипш-на, Р.Р.Чугаева. В результат! моделввання 'одержан! значения в!дгуку оснозних ф!льтрац!Яних характеристик на зм!ну параметр 1в захисних способ!в.

Огзичнем моделюванням з'ясозан! умови та -кратер! I под!-бност! моде л 1 ! натури; моделюзашя грунтових укос!в можливе за умов геометрично!, к!нематичко! 1 динам!чноТ !х под!бнос-т1. Доведено, що ыоделвзанню п!длягають лише укоси з пЬцано-го грунту, як! мшоть однаков! коеф!ц!ента внутрйпнього тер-тя, а пятоме зчеплення з них в!дсутне. .

Внконане райовузання осушувальЕо-ззоложувалъних систем за такими видами деформац!й укос!в канал!з:

- ошивання укос!з з леремхценням частики грунту на дно каналу; '

- розмизання укос 12 поверхнезим стоком;

- дэформац!! укос!в по крутлощиБщричних поверхнях зсуву; .

- розмивання канал1в русловим потоком.

Польов! досл!да:зЕНя проведен! за «аховою методикою А.Д.Саваренського, Л.Б.Леванозського, Б.О.Доспохова, А.А. Уг!кчуса, В.Г.ЕоСчинськоео, Т.З.Матрошилшо!. Одержан!. до-стов!рн1 результата та статистичн! характеристик;!.

В третьему шзд!л! всеб!чко проанал!зован! основн! фак-тори, що обумовлкють дэформац!! какал!в, ! результата трир!-чних польових слостерекень за кк.и. Встановлено, цо найсут-тев!шкми факторами е:

1) температурний реким, що обумовлае процес промерзай-

НЯ-31ДТ8В8ННЯ грунту;

2) водно-ф!зичн! та ф!зико-механ!чн! характеристики грунт1в;

3) геомэтричн! розм!ри поперечного перер1зу канал!в 1 1х Пдрэзл1чн1 параметра;

4) динам!ка р!вня води в каналах 1 грунтово! води в укосах. ...

Анал!з гранулометричкого складу, його позиц1йнпх та !н-тегрзлыжх парамэтр1з, водно-ф1зичних показних!в грунту мо-делх 1 натури показав зб!кн!с?ь 1х значень I правс.-.прнхсть проведения експернментхз на модел!.

На оснсз: аналдзу дкнамЬси р!зня вода (РЗ) в канал?.' дгйалн висиовку: вс! канал: Кш'янсько! осушувалько! система првцнзть в основному в _сгмоллпвному рекни!. Одержан! в днсе-ртацП значения глабкз воет р!зно! забезпеченсст! вккориста-н! в розрахунках укосхз каналгз на стхйкхсть з визначегашм коеф!а!енту запасу ст!йкост! (К3).. Анал!з результгт!в показав, оо яаймзнп! значения К3 в!дпав!дають íZ-нo¡t,J значению забезпеченостг глибпня, Н8йб!льи! - 9955. Зона з найменшими значениям! К3 е "критичною" 1 в мезах ц1е! зони не сл!д до-пускати перебузаяня РЗ через ризлк втрати укосага стйжост!.

Встаковлено, по' рхзке знигекня р!вкя води в каналах ЕкраЗ негативно вшива р. на ст!2к!сть 'укос!з. Побудован! крив! забезпеченост! добових знккень та -1г. 1нте*ксизкостей, якх викоркстан! до обгрунтування допусткжх зникень РЗ ! гранич-них значень вих!днкх град!ент!з ф!льтрац!1. Результата цього аналхзу подаш в таблиц! 1.

Допустим! добов! знккення р!вня води, наведен! в таблиц! 1, рекомендован! експлуа?ац!йним орган!зацхям для дотри-мання оптимального режиму. РВ в осушувальких каналах.

Таблиця 1

Порхвнякня коеф1ц1ент1в запасу ст!йкост! укос!в при р!зних р!внях води в каналах

Вели- КоефШент запасу

Глиби- Забез- чина ст!йкост! КСТ _ КДИК

Назва на во- паче- зни-

кст 3

кана- ди в нхсть, кення при дина- при ста-

лу канал! Р. РВ, мхчному тичному «100, %

Vм % РВ, РВ, к"

КГД 0,33 4 0,45 1,72 . 1 ,86 7,5

21-1Д 0,51 7 0,75 1,37 1 ,56 12,2

УК-1 0,11 4 0,70 1,46 1 ,76 17,0

На стхйк1сть укос!в осупувальних канал!в в значн!й м!р! впливае й динам!ка грунтовох води в укосах. Бона формуе один з найб!льз впливозих факторхв деформац!й укос!в - вих!дн! град1екти ф!льтрац11 - 1В. При р!зних положениях р1вня вода в укос! 1 канал! формуеться зона виходу ф!льтрац!йного потоку ка ук!с - О, з як!й ф!дьтрац!йн! град!енти обумозлюють мхсцэв! деформацН. Хронологхчн! грвфйсх та крив! заОезгоче-ност!, наведен! в дисертац!йн!Е робот!, всебико'характеризуют динзШну грунтово! води, спряяють розум!нню проаесу дефэрмац!й укооЗв та даигь обгрунгозан! £мов1рнос1но-стати-стичвкм мзтсдом розрахунков! значения.

В дисертацИ дана стисла характеристика хшлих фактор1в, як! Еплгаають на деформац!! канал!в, а саме: розмив укос!в поверхневкл стоком, деформацН укосхв в результат! !х проме-рзання-в!дтавоння, наявн!сть в укосах зон ! поверхонь ослабления тощо.

; Б четвертому розд!л! -дачо теоретична обгрунтузання па~ раштрхв в захисних способах та результата модели? мня ф!ль-трацШшх процес!в в укосах р!зними методами.

- 13 -

Теоретично обгрунтозане м!сце розташування захисних способ!в в укосах, !т! парамзтри. Кращгм мхсцем розтаиуван-ня е "нейтральна положения", в якому зав!са та дрена створ:о-ють найб!льший техн!чний ефект з точки зору ст!йкост! укосу.

Методом ЕГДА моделювалась ф!льтрзц!я в укосах при р!з-них зар!антах !х захисту. Вивчались основя! ф!льтрац!3я! характеристики 1 функцИ IX в!дгуку на р!зн! параметр:! захис-них способ!в. Побудован! 1зсл!н!1 в!дгуку ф!льтрац1йн;я характеристик на зм!ну параметр!в зав!си.

При одночасному розгляд! цих поверхонь в!дгуку встанов-лено, що 1сн;ге таке м!сцерозтааузакня зав!си, в мехах якого характеристики ф!льтрац!1 кабувають грвничниг значень. Пара-метри закладання зав!си при цьому так!:

13=(1,5...2.0)НК; Ьз=(1,1 . ..1 ,2)^: (1)

дэ - глибина каналу; 13 ! ^ - в1дпсв1дяо з!дстань з!д п!дошви уютсу до заз!си ! И глибина.

Досл1дя0ннямя пряук1ско! дрени 1 зав!ся по методу ЕГДА. практично п!дтвердг;е1. з 1снувагтяя "нейтрального полсхеккя", в якому розтезувакня захисних способ!в дае нзйб!лыгий техн!ч-кий офект. Розтгшувзння приукхсно! дреки в иьому полохэнн! сприяе зяпоб1ганшо деформац!ям укоо!з 1 дна каналу. Паг.акз?-ри приук!сно! дрени так!

1Д=(2,0. .-.2,5)1^; пд= 0,851, (2)

На и!дстав! анал!зу англ!тичних в:тсаз!з до Еиьначекмл зсувних ! здержувчих сил запрспснсзако графзанал!тич>:кй с.то-с!б, за допомогою якого мокяз оцйавати стан ст!йяост! ухи-с!в канал!в. Поведено, до ф!.тьтрач!£п а укос-.х доШлы-о уя-рааляти за допсмсгоо пркук1окоI'дреки, пл!вкста! саз!«:. !х поеднзяня. За 1г догтзмслзв зону зиходу Ф!дьгрз-!! на у.сс:

- 14 - '

ысжна ЗВвСТИ ДО м1в!муму 1 ЦКМ П!ДЗИЩИТИ його ст!йк!сть.

За результатами моделкзання ф!лътрац!! на грунтов!й мо-дел! визначен! величина добового знкження, !нтенсквк!сть зникення РЗ в канал! та величина стхйкого закладання укос!в у р!зних зар!антах !х захисту. Ц! допустим! значения наведен! в таблиц! 2.

Таблиця 2

Допусти.?! зникезня р!вня води з канал!

та ст!йк! закладання укосу в вар!антах його захксту

л* Допускай Вих1дн! Ст.'Тке

екс- Варианта захасту добоз! ШЕИДКОСТ! градхентк закла-

пе- укосу осупувально- значен- звикення ф!льтра- дання

ра- гс каналу ия р!в- рЗзля цх! УКОСУ

мен-т!в г ня вода ЛЬ, ,м води V.,, СМ/ГОД

1 Контролънкй ук!с (без кр!гигшя) 0,38 1,20 о;35 3,6

2 Ук!с, ¡до захиЕзкий зав!сов 0,50 2,10 0,33 3,2

з Укхс, Ц0 згЯЕЗВЕЕЙ дреною 0,85 3,70 0,21 2,3

4 Ук!с, ¡до захицений П0СДН8НЗЯМ дрени 3 зав!со» 1,21 5,00 0,08 1,6

Ексяерименти на грунтоз!й кодел! показал!-:, шо введения ь уме завхск зменпуе об'ем деформац!й змхщень грунту в 1,8 разк. Приук!сна дрека змензуе його в 2 рази, а комбхнаЩя дрени з зав!сою - майже в 3 рази. Довжина д!лянки височуван-кл в цих вар!антах зменшуеться в 2...5 раз!в.

Ы1ж середа!ми (1с), вшс!днкми (I ) град1ентами, об'еыом зм!шення грунту укосу (И3) та довкиною д!лянки височування (а) выявлен! так! кореляц1йн1 залекност!:

- 15 -

Ic= - 0,21 a + 0,25; г = 0,90 ± 0,10;

I = 0,82 a + 0,11; r = 0,77 ± 0,20; (3)

О

W3= (l i ,37 a + 1,77)«103,см3; Г = 0,69 t 0,29

3 введениям в ук!с ecb б!дыл ефективних способ!в задаст/ змензуеться дознина д!лянки Еисочузання. Доведено, во кращим способом захисту укос!в в!д деформзцМ е поеднання пл!вково! зав!си з приук!сною дренов. Техн!чний ефект в!д 1х застосування е найб!дъпим.

У п'ятс?<у зозд!л! основи теор!1 ф!дътрац!йнш: onopiB трзнсформованх нами до кснкретннх углов i використая! до об-грунтузагая параметр!в приук!сно! дреки. Розроблен! нсмогра-ми, за допомогою якпх мсэна сзидко i з достатяьою точи!стя визначяти ф!дьтргц!йк1 спори древа. Для цъсго сл!д лише мата значения глибянг з!д псверхн! земл! до РГЗ i глибину вод;: в канал!.

Тут обгрунтовзна глнбина закладання приучено! дрени -одного з найзгжлпзЬзс: II параметр!в. Ссрмал!зованп2 вкраз до I! обчислекня мае вптляд

ьд = г<н;, (4)

1 am.

де HQ - гдибина до РГЗ, м; гг.ж - гдибина задягання зодоупору, м; Ф^ - мШнум ф!льтр2Ц+йнпх с-ло?1з пряук!сно! дрена, и.

Рсзробден! алгоритм ! програма на моз! BASIC до внзна-чення ф!льтрацС!нйзс спсрхз приук!сно" дрен:; та роззагунху 1х м!н!мального значения,' а результата до впзначення гдабшн зекладання дреки узагальнен! з номограму.

Шостпй дозд!л систематазуе результата нзтурних дсслхд-гень. Еивчалясь !ндустр!альн! способа захисту уксс!з та традиции!. Балансов:^ методом досл!дхувались деформэц!!-грунту-на захкЕених i коктрольних укосах. Об "era змхаеьз 1 в!дкла-

- 16 - '

день в створах систематизован! в хронолог!чких граф!ках та 1нтегральЕЕХ кривих. Анал!з !нтегральних кривих об'ем!з зм!-цень грунту в перэр!зах показав, що достатньо ефективним за-хисним способом е приук!сна дрена 0100 мм. Бона зменшуе де-формац!! змйтенъ на 10% в пор!внякн1 з контролем. Зав1са зкенпуе так! к деформацН приблизно на 40л. Дещо менший ефект даеть традац!2н1 способа захисту (фааини, дернування, лотка) - до 30%.

Результата назначения основных параметр!в захкснкх способ 1в наведен! з'таблиц! 3. Пэр!вняння параметрхв за в с!?.: а методиками дало змогу запропонузатк робоч! параметр« в захи-сних способах. Для.сярощення !х визначекня побудована номо-грама, рис. 1.

Номограмз дозволяе при м!н!мальних затратах зусиль ! часу одержат оптимальн! чараметри лщустр!альнкх способ1з захисту осуаувалыш: канед!в в!д деформаций.

Розроблен! технслог!чн! схеми улзэтування пл!вково! за-з!си 1 приук!сно! дрени .

Розрахукок еконсм!чно! ефектизност! в!д впровадкення !ндустр!алыпи споссб!з захисту к£нал!з виконано за типовою методикою з пор!знязням пркведенкх затрат на улзштузання !н-дустр!альнкх ! традшййких способ!з кр!плзння осушузальних канал!з. За контроль прийняте кр!плення тиком як най01льи поширене. Р1чнкй економ1чнкй ефект в!д впрозаджензя пл1вко-во! зав!си складае 143 крбЛООп.к., приук1сао! дрени - 142 крб/100п.м. (в ц!к£Х на 1.01.1984 р.)

ОСНОВЫ ВКСКОВКИ I ПР0П03ЩИ

1. Основою досл!джень стали Ьздустрзальн! способи захи-

Таблиця 6.6

Поршшльна таблиця результатов до визкачення сптималышх парамотр1в захнсшх способен за рхзшши методиками

Методика визн8Ч01Шя оптимальних парамотр1в , ЗЗХИСШ1Х способов "к-ы Олтимальн! парилотри захисних способ!в, м

ГШвкоео зав!са Приук1сна дрена

13, ь3, и 1а.Иа = шк 1д. Нд, М

ТеоритичшШ шшл!з 2,0 13 = 4,0 3 « 2,ОН,, "нейтрально пойотання" в укос! 1а = 4,0 1„ с 2.DIL "контрольно положения" в укос!

; . Метод ЕГДА 2.0 13=3,9...4,0 Ь3=2,2—2,4 Х3 = (1,5...2,0)1^ )г3 = ((,1...1,2)НК 1д= 4,0..5,0 *д=1,6 1 =(2,0... 2,5)1^ Пд = 0.81{к

ф1зично модо шшння гга груптовМ шдал! 0,7 13 =1,4 пз - 1,2Кк 1д = 2,2 Ьд = 0,7 1д - 2.51^ \ = о.^

Метод ф1льтраШШН1Х опор1й Польоп! ла;л)д*шшя Т .6 2,0 ...... - - •лд=1,а...1,4 Ьд = <0,8...0,9)1^

13 - 6.5 13=,^^ (2,0... 2.5) 1^(2,0...2,5)ПК Ь3 = 1,1нк 1д - 6.5 1; - 2,5 Ьд = 1,6 1д=шкНк+(2,0...2,5) 1Д=(2,0...2,5)НК

Рексмандошш! ггараметри дисмограмл) 13 = 1,Ы£[С П.., = 1,1НК - 1д 2,01^ - *д = °'8\

Розрахункоо! схечи а),Пл1окооа ¿аёка ф.Приумена дрена

1

¡Н>

Рис. 1. Нбмограма до визначення оатгмальшк парамэтр1в захисвих способ1з в легкие грунтах: 1 - шйвкова заз!са; 2 - приук1ска дрена

сту кввглхв в!д деформадй: плгвкоза зав1са, приучена дрена, повднаняя зав!си з дреною. Теоретично обгрунтозано м!сце розташуванзя захисних способ1в в грунтових укосах. Цэ - "не-йтральне положения V в якому л1т! склк зр1внозагуигься, а ук!с набувае стану гранично! р!вковаги.

2- Методом ЕГДА виявлен! зони в!дгуку основных фЫьтра-ц!йних характеристик грунтового потоку на змгау параметргв захисних способ 1в. Зонк м+н1мальних значень цих характерно-' так практично сп1впадають з шлотенням ■ "нейтрального перер!-

зу", оСгрунтованого теоретично.

3. МоделюванЕям фЬяьтрацйнкх процес!з на грунтов!;! мо-дел! обгрунтован! оятамальн! вар!ан?и розм&:ення захзснкх способхз з укосах, доведено техн!чнх2 офект в!д *х застосу-вакня. Найб1дызий ефект спостерггазся в вар!знт! сум!снсго удавтування зазхсп 1 приук'сяо! дреял. БЕоктизяя-и ззхискки способами в таксж приук!спа дрена 1 пл!е:-:оез зазхса.

4. Запропсковгко графоеяалХтгчжй спосхб оцЬвса стхйко-ст! укосхз грунтовях Саоруд, сксрясгаьшсь яким мознз сдэр-зати об'екхизну !нфэрмзц!ю про с2Ш1сть укос+з каналхв, !х схяльн:сть до деСормацхЯ та вялнз на цел пронес захяских споссб!з. Бхзначон! допусти.;! евлдксст! зниязння рхвня води з каналах, г!дразл!чн! грздхен?:: та рацхональне заклгдзкня укос!з. В01П1 рекомендован! службам експлуатац!! до впрозад-•кення.

■ 5. 1двя ф!льтрац?5нгх опор!з трансформозана нами до оо-грунтування розрахункозих параметров приукдскох дреки. Результата акал!зу доведен! до зручло! фор:.® ;х використапня -номограгга.

5. ДеформгцИ осукувзлыгих ханалхв птдггорядксзон! коре-ляц!йнпм законом!ркостям, як! сгстематпзозан! з п'ятп нсмо-грамах * дозводяють влзначати паргм.зтрк захпсннх способхз з кзямэнвймя затратам часу, фхзнчних зускль, ксзтхз.

.Польов! дссл!д5.ення п!д?Еердпл:: осноьк! результат:: тес-ретичних узагальнень та лабораториях ексггергаон! !п. Деформе-ц!1 укос!в клнал1в з р1ских зар!антзх 1л захисту сц1нгл?злйсь за допомогою кдасичного балансового методу. Встанозлэкс, ~:о приук!сна дрена змекгуе дэформацп на ?С% з пор-знякз* з контролем, зав!са - на 405. Резулгтатл ссс дсс.:1д*.зкь :тг.чс:-с скстематизоззк! з нсмогргм!.

- 20 -■

7. Результате комплексное досл!дкень систематизован1 в п!дсумков!й пор1вняльн1й таблиц! параметр!в в способах захи-сту укос!в канал!з в!д деформации II анал1з сзхдчлть: пара-мэтри, одеркан! за р1знкки методиками, В1др1зняються Mis: собой на 5... 8 ¡5. Отхе, оптимальными параметрам! е:

а) для зав!сп: ii3=(1,1...1,2)HK; 13=(1,5...2,0)НК;

0) для дрени: h„= 0,8Н„; 1 =(2,0...2,5)Н,..

А л А К

8. Економ1чн1 розрахунки подтвердили перевагу 1ндустр1-альних способ!в в пор!вняннг з традкщйники. Р1чккй економ1-чнкй ефект становить:

а) захис? зав+сою - 143 крб/100 п.м;

б) захист пркукхеною дреною - 142 крб/ЮЗ п.м.

0CK0BHI ПОЛОЖЕН® ■ ДЙСЗРТАЦП ЕИЩЩП У ТАКИХ 0ПУВЛ1К03АНИХ ПРАЦЯХ

1 .Киричок А.Г. Влияние приоткоснай дрены на динамику депрессионкой кривой, в приканальной зоне при сработке 1*ровня ьода в гсанаш/ЛЗути повывшая эффективности мелиорируемых зомэль за счет достижений науки и техники: Тез. докл. респ. коьф. - Ровно: УИЙВХ, 1986. - С.39.

2. Киричок А.Г. Индустриальные способы крепления осушительных - каналов//Повышение эффективности мелиорируемых земель и водохозяйственное строительство: Тез. докл. Всесоюзн. кенф. - Тбилиси: ГрузКИМГиМ, 1937. - С.53.

3. Гончаров С.М., Харчекко Б.И., Киричок А.Г., Кропивко С.М., Душшк З.Д., Питкевич Э.Г. Технические указания по проектированию, строительству и эксплуатации приоткоенше дренажей и пленочных экранов на осуштельно-увлакнительных .

системах (КГД 33.23.01.072-88). - Ровно: ЖВХ, 1983. - 40с.

4. Ккркчох А.Г. Индустриальные способы крепления осуии-тельных каналов//Достижения К1П - в мелиорацию л водное хозяйство: Тез. докл. респ. конф., ч.Ш.- Ровно, 1987.- C.S2.

5. Кропивко G.M., Кнричок А.Г.- Лабораторные исследования эффективности зашиты от дефори'йщйТ откосов осуптельных каналов при покоса приоткосного гфена2й//Гидройел2орагс'я а гидротехническое строительство. - Львов: Свит, 1290. - Вып. 18. - С.6-10.

6. Гончаров С.!Л., Киричок А..Г., Кропивко С.М. Павыпекие устойчивости каналов осуаительно-увлажнительна систем с помощью приоткосного дрекаха//Мелксраш1Я к водаое хозяйство. -Вып. 1. - ЦБКТЙ Госконцеркз "Водстрой", И., 1991. - С.1С-15.

7. Хзрчекко'Б.1., Харченко О.Б., К1р1чок о.Г. Умовя Ф1-зячного моделюзакня грунткзих укос1в//Г1дромел1ораг.13нэ бу-дШвщтво I с!льськогосподзрськэ викоркстззня земель: Тез. доп. респ. конф. - Pisse: УИВГ, 1992. - С.54.

8. Харченко Б.И., К^фичок А.Г.. Харченко A.B. Обоснование защиты дрэнакных каналов от деформаций -шйночкда! заве-сами//Мел1орэц1я 1 волне господарстзо. - Д.: Кслос, 1994. -Bin. 80. - С.99-103.

9. Харченко Б.И., Киричок'А.Г., Хзрченко А.Б. Графоана-лктичёский способ анализа устойчивости откосов и их зазштн от дйформ2ций//Мэл1ора!Д1я 1 водке господарстзо. - К.: Колос, 1994. - Вил. 81. - С.98-102.

10. Харченко B.I., Кяричск О.Г., Харченко O.E. Ф1льтра ц1йя1 опори приук1сно! дрени//Мел1орац!я i водке господаост-во. - К.: Колос, 1996. - Зип. 83.

Кирачок А.Г. Обоснование параметров в способах загциты ооуЕктельнкх каналов от деформаций е лёгких грунтах. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук но специальности 05.20.05 - гидротехнические мелиорации. Украинская государственная академия водного хозяйства, РиЕне, 1ЭЭ5.

Задцядаэтся результаты, пятилетних научных исследований по обоснованы) параметров.в'способах защиты откосов осушительных каналов от деформаций в условиях легких грунтов на основании теоретических обобщений, моделирования фильтрационных процессов, изучения фильтрационных сопротивлений с последующей проверкой основных результатов в натурных условиях. Предложэн 'графоаналитический способ'оценки устойчивости грунтовых соорукений.'Рекомендованы допустимые величины суточного скикения урозня воды в каналах и предельные залохе-нкя откосов. :.

Klrlchok A.G. Substantiation о? parameters In ways oi protecting drainage сапа! з iron deformations- in easy soils. Thesis for a scientific degree oi candidate ol technical, sciences in speciality 05.20.05 - hydrotechnical ameliorations. Ukrainian state academy oi water management, Rivne, 1996.

Results oi live-year research are defended to substan tiate parameters in ways oi protecting slopes of drainage canals from deformations under conditions oi easy soils on the basis of theoretical generalizations, modelling filtration processes, studying 'filtration resistances with the subsequent check-up ol nia^or results under field conditions. The graphic analytical method to assess the stability oi constructions In soil is proposed,.Adralssable values of daily decrease of water level ifi cgnaig and limiting slope layouts are recommended.

Ключов! слова: ф1льтрац!я, приукЮна дрена, пл!вкова за-Bica, деформацП, канал, параметра, грунт, ст1йк1сть, моде-лювання, ф1льтрац!йний onlp.