Потужність селевих потоків та їхні дія на споруди

Селевий потік складається з води, уламків гірських порід, грязі та іншого рихлого матеріалу, утвореного за рахунок вивітрювання гірських порід та гірської ерозії. За складом селю розрізняють: 1) грязьовий сель (суміш води, невеликої кількості землі і дрібного каміння); 2) грязьово-кам'яний сель (суміш води, гравію, гальки та невеликого каміння); 3) водяно-кам'яний сель (суміш води і каміння великого розміру).

У більшості випадків селевий потік рухається зі швидкістю від 2,0 м/с до 4,5 м/с, але під час прориву заторів і гребель вона може зростати до 10 м/с. Об'єм одночасного селевого виносу змінюється у широких межах — від менш, ніж 1,0 тис. м³ (дуже мілкий сель) до понад 10 млн. м³ (гігантський сель). Вміст твердих матеріалів у селевому потоці становить від 10% до 75%. При цьому окремі уламки гірських порід можуть сягати у поперечнику 3…4 метра, а їхня загальна маса може становити до 100…200 тонн. Густина речовини у селевому потоці становить 1100...1500 кг/м³ у водокам'яних потоках, 1500...2000 кг/м³ — у грязьових потоках, 2100...2500 кг/м³ — у грязекам'яних потоках. Під час сходження селевого потоку часто спостерігається утворення "голови" селю висотою до 25 метрів.

ЗАДАЧА-ЗРАЗОК. В утвореному внаслідок інтенсивних злив селі ерозійного типу об'єм одноразового селевого виносу становить V_сель = 3,2 тис. м³ ("мілкий" сель), а густина селевого матеріалу дорівнює ρ = 2200 кг/м³. Швидкість селевого потоку становить v = 3,0 м/с. Після переповнення річкового русла селевий виніс розосереджується у гірську долину й уражає частково заглиблені наземні металеві резервуари загальним об'ємом V = 1000 м³, межа стійкості яких становить . Розрахуйте надлишковий тиск у фронті селевої хвилі і визначте спричинений селем ступінь руйнування цих інженерних споруд.

РОЗВ'ЯЗАННЯ:

1) Розраховуємо масу одноразового селевого виносу за формулою :

.

2) Розраховуємо кінетичну енергію селевого потоку

.

3) Ураховуючи відомий зв'язок між кінетичною енергією рухомого тіла та створеного ним тиску , розраховуємо надлишковий тиск, утворений у фронті селевої хвилі

4) Отримане значення надлишкового тиску, що його чинить селева хвиля, є меншим, ніж вказана в умові задачі межа стійкості інженерної споруди (частково заглибленого металевого резервуару). Уточнюючи ступінь руйнування цієї споруди за довідковою таблицею (див., наприклад, табл. 6.2 на с. 280-282 підручника Шоботова В.М.), доходимо висновку, що спричинений селем ступінь руйнувань частково заглиблених наземних металевих резервуарів може бути означений як середній, оскільки отримане значення надлишкового тиску .

Відповідь. ;

середній ступінь руйнувань.