ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2021.235.187-195isplta-224Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОКTECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF LOGGING INDUSTRIESРасчет эрозионного размыва связного грунтаCalculation of erosion scour of cohesive soilhttps://orcid.org/0000-0001-8838-8676ВиноградовА. Ю.VinogradovA. Yu.

ВИНОГРАДОВ Алексей Юрьевич – директор, доктор технических наук

199155, а/я 136, 14-я линия В.О., д. 97, Санкт-Петербург

WoS ResearcherID: D-3751-2016

VINOGRADOV Alexey Yu. – DSc (Technical), Director

199155. PO Box 136. 14th line V.O. 97. St. Petersburg

WoS ResearcherID: D3751-2016

https://orcid.org/0000-0002-6263-4688ЗубоваО. В.ZubovaO. V.

ЗУБОВА Оксана Викторовна – доцент кафедры промышленного транспорта, кандидат технических наук

194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург

WoS ResearcherID: AAE-4427-2020

ScopusAuthorID: 57217966252

ZUBOVA Oksana V. – PhD (Technical), Associate Professor

194021. Institute per. 5. St. Petersburg

WoS ResearcherID: AAE-4427-2020

ScopusAuthorID: 57217966252

ok_z19@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1365-6183ПарфеновЕ. А.ParfenovE. A.

ПАРФЕНОВ Евгений Александрович – Инженер

199155, а/я 136, 14-я линия В.О., д. 97, Санкт-Петербург

PARFENOV Evgeny A. – Engineer

199155. PO Box 136. 14th line V.O. 97. St. Petersburg

ep@npogtp.ruООО НПО «Гидротехпроект»РоссияNPO «Gidrotekhproekt»Russian FederationСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. КироваРоссияSt.Petersburg State Forest Technical UniversityRussian FederationООО НПО «Гидротехпроект»РоссияNPO GidrotekhproektRussian Federation2021050320240235187195Copyright © Виноградов А.Ю., Зубова О.В., Парфенов Е.А., 20242024Виноградов А.Ю., Зубова О.В., Парфенов Е.А.Vinogradov A.Y., Zubova O.V., Parfenov E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/224

Проведен анализ существующих способов оценки размыва грунтов в гидротехнических и водопропускных сооружениях, показывающий, что определение глубины и скорости размыва проводится без учета физических свойств связных грунтов. Таким образом, данные параметры оцениваются по эмпирическим зависимостям и с существенными погрешностями. Опытные данные по размыву связных грунтов доказывают, что большая удельная поверхность и гидрофильность глинистых частиц приводят к разуплотнению и выносу микроагрегатов грунта в поток. Предложена математическая модель расчета глубины размыва связных грунтов в зависимости от касательного напряжения в грунте. Учет показателей сцепления и угла внутреннего трения в данной модели позволит избежать погрешностей в расчетах.

The analysis of existing methods for assessing soil erosion in hydraulic engineering and culverts, showing that the determination of the depth and rate of erosion is carried out without taking into account the physical properties of cohesive soils. Thus, these parameters are estimated using empirical relationships and with significant errors. Experimental data on erosion of cohesive soils prove that the large specific surface area and hydrophilicity of clay particles lead to decompaction and the removal of soil microaggregates into the flow. A mathematical model is proposed for calculating the depth of erosion of cohesive soils depending on the shear stress in the soil. Taking into account the adhesion indicators and the angle of internal friction in this model will avoid errors in the calculations.

водная эрозияразмыв грунтасвязные грунтыпрочностные характеристики грунтовwater erosionsoil erosioncohesive soilsstrength characteristics of soilsReferencesВиноградов А.Ю., Обязов В.А., Виноградова Т.А., Кадацкая М.М. Неразмывающие скорости потока для несвязных грунтов // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2020. № 2(1). С. 82–89. doi.org/10.34753/HS.2020.2.1.82.Vinogradov A.Yu., Obyazov V.A., Vinogradova T.A., Kadatskaya M.M. Nonblurring flow rates for cohesive soils. Hydrosphere. Dangerous processes and phenomena, 2020, no. 2 (1), pp 82–89. doi.org/10.34753/HS.2020.2.1.82. (In Russ.)Боровков В.С., Волынов М.А. Размыв речного русла в грунтах, обладающих сцеплением // Вестник МГСУ. 2013. Т. 8. № 4. С. 143–149. DOI:10.22227/1997-0935.2013.4.143-149Borovkov V.S., Volynov M.A. Erosion of the river channel in soils with adhesion. Vestnik MGSU, 2013, vol. 8, no. 4, pp. 143–149. DOI: 10.22227 / 1997-0935.2013.4.143-149. (In Russ.)Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. М.: Колос, 1967. 179 с.Mirtskhulava Ts.E. Erosion of channels and methods for assessing their stability. M.: Kolos, 1967. 179 p. (In Russ.)Санталин К. Размываемость грунтов в зависимости от их физических свойств // Метеорология и гидрология. 1939. № 6.Santalin K. Washability of soils depending on their physical properties. Meteorology and Hydrology, 1939, no. 6. (In Russ.)Бурлай И.Ф. О начальной скорости донного влечения // Метеорология и гидрология. 1946. № 6.Burlai I.F. On the initial speed of bottom attraction. Meteorology and Hydrology, 1946, no. 6. (In Russ.)Бочков Н.М. Механическая суффозия грунта. НКТП СССР. Главстройпром. ВНИИ водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инж. гидрогеологии ВОДГЕО. М., 1936. 45 с.Bochkov N.M. Mechanical suffusion of soil. NKTP USSR. Glavstroyprom. VNII of water supply, sewerage, hydraulic structures and engineer. hydrogeology VODGEO. M., 1936, 45 p. (In Russ.)Шамов Г.И. Сток взвешенных наносов рек СССР // Труды ГГИ. 1949. Вып. 20 (74).Shamov G.I. Suspended sediment runoff from rivers of the USSR, Proceedings of GGI, 1949, vol. 20 (74). (In Russ.)Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Географический факультет МГУ. 2003. 355 с.Makkaveev N.I. River bed and erosion in its basin. M.: Faculty of Geography, Moscow State University. 2003. 355 p. (In Russ.)Пособие по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений / под ред. Г.Я. Волченкова. М.: Транспорт, 1992. 408 с.Manual for hydraulic calculations of small culverts. Ed. G.Ya. Volchenkova. M.: Transport. 1992. 408 p. (In Russ.)Великанов М.А. За физически обоснованную теорию движения взвешенных наносов // Изв. АН СССР, ОТН. 1952. № 12.Velikanov M.A. For a physically substantiated theory of suspended sediment movement. Izv. USSR Academy of Sciences, OTN, 1952, no. 12. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.