Уравнение Хадсона
Уравнение Гудзона , также известное как формула Хадсона , представляет собой уравнение, используемое береговыми инженерами для расчета минимального размера каменной наброски ( броневого камня ), необходимого для обеспечения удовлетворительных характеристик устойчивости бутовых сооружений, таких как волнорезы , подвергающихся атаке в условиях штормовых волн .
Уравнение было разработано Инженерным корпусом армии США на Экспериментальной станции водных путей (WES) после обширных исследований Хадсона (1953, 1959, 1961a, 1961b). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Исходное уравнение
[ редактировать ]Само уравнение:
где:
- W - расчетный вес каменной брони (Ньютон)
- – удельный вес бронеблоков (Н/м 3 )
- H — расчетная высота волны у подошвы конструкции (м)
- К Д — безразмерный коэффициент устойчивости, выведенный из лабораторных экспериментов для различных видов бронеблоков и при очень небольших повреждениях (несколько блоков, удаленных от слоя брони) (-):
- K D = около 3 для естественной карьерной породы
- K D = около 10 для искусственных переплетенных бетонных блоков.
- Δ — безразмерная относительная плавучесть породы, т.е. (ρ r / ρ w - 1) = около 1,58 для гранита в морской воде.
- ρ r и ρ w — плотности камня и (морской) воды (-)
- θ — угол облицовки с горизонтом.
Обновленное уравнение
[ редактировать ]В девяностые годы это уравнение было переписано следующим образом:
где:
- H s — расчетная значительная высота волны у подошвы конструкции (м)
- Δ — безразмерная относительная плавучесть породы, т.е. (ρ r / ρ w - 1) = около 1,58 для гранита в морской воде.
- ρ r и ρ w — плотности породы и (морской) воды (кг/м 3 )
- D n50 – номинальный средний диаметр бронеблоков = (W 50 /ρ r ) 1/3 (м)
- К Д — безразмерный коэффициент устойчивости, выведенный из лабораторных экспериментов для различных видов бронеблоков и при очень небольших повреждениях (несколько блоков, удаленных от слоя брони) (-):
- K D = около 3 для естественной карьерной породы
- K D = около 10 для искусственных переплетенных бетонных блоков.
- θ — угол облицовки с горизонтом.
Армурстоун можно считать стабильным, если число устойчивости N s = H s / Δ D n50 от < 1,5 до 2, при этом повреждение быстро увеличивается при N s > 3. Эта формула в течение многих лет была стандартом США для проектирования каменных конструкций. под воздействием волнового воздействия [ 4 ] Очевидно, что эти уравнения можно использовать для предварительного проектирования, но перед началом строительства абсолютно необходимы испытания масштабной модели (2D в волновом лотке и 3D в волновом бассейне).
Недостаток формулы Хадсона состоит в том, что она справедлива только для относительно крутых волн (то есть для волн во время штормов и в меньшей степени для волн зыби ). Также он не распространяется на волнорезы и берегоукрепления с непроницаемым ядром. По этой формуле невозможно оценить степень повреждения волнолома во время шторма. Поэтому в настоящее время для бронекамня формула Ван дер Меера используется или ее вариант. Для бетонных элементов волнореза часто используется вариант формулы Гудзона. [ 5 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хадсон, Роберт Ю. (1959). «документ сделки 3213». Лабораторное исследование булыжных волноломов . АСКЭ. стр. 25 стр.
- ^ CIRIA, CUR, CETMEF (2007). «глава 5». Пособие по горным породам: применение горных пород в гидротехнике . Лондон: CIRIA C683. стр. 567–577. ISBN 9780860176831 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Руководство по береговой инженерии ЭМ 1110-2-1100, часть VI, глава 5 . Инженерный корпус армии США. 2011. с. 73.
- ^ «Том II». Руководство по береговой охране . Инженерный корпус армии США. 1984.
- ^ CIRIA, CUR, CETMEF (2007). «глава 5». Пособие по горным породам: применение горных пород в гидротехнике . Лондон: CIRIA C683. стр. 585–596. ISBN 9780860176831 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
