Способность русловых отложений образовывать отмостку
Отмосткой русла называется укрупнение фракционного состава русловых отложений в ходе русловых процессов.
Размывающая скорость неодинакова для различных грунтов и определяется двумя составляющими: массой их зерен и силами сцепления. Для крупных зерен сила сцепления практически отсутствует и поэтому прослеживается четкая связь: чем крупнее зерна, тем большее касательное усилие потока они могут выдержать, не сдвигаясь, и, значит, тем большая скорость требуется для того, чтобы вызвать размыв отложений из них. У зерен менее 1 мм (особенно менее 0,15 мм) проявляются силы связности и тем больше, чем мельче частицы (с уменьшением крупности частиц сыпучие грунты переходят в связные). На рисунке 10.1 приведены характеристики размываемо- сти русловых отложений в зависимости от крупности их зерен. Изгиб кривой в нижней части —это результат усиливающегося влияния сил сцепления.
Анализируя рисунок 10.1, можно сделать вывод о том, что для грунтов мельче 0,7...1 мм размывающая скорость мало зависит от крупности зерен и примерно одинакова. Целесообразно эти грунты назвать мелкозернистыми. В области крупнозернистых грунтов наблюдается четкое однозначное увеличение размывающей скорости от крупности зерен. Такое качественное различие во взаимодействии русловых отложений и потока приводит к очень важным последствиям.
При размыве дна потоком вначале подхватываются наиболее мелкие зерна песка, гравия или гальки и лишь при достижении наибольших скоростей потока в движение вовлекаются зерна всех крупностей. Поскольку период действия потока с наибольшими скоростями ограничен небольшим временем в году, то он в результате размыва вымывает и уносит преимущественно мелкие зерна.
В верхнем слое русловых отложений происходит скопление наиболее крупных зерен, то есть отмостка. Ее способны образовывать только крупнозернистые грунты и наносы. В. Н. Гончаров рекомендует определять сопротивляемость русла размыву по среднему диаметру наиболее крупной фракции, которая на кривой фракционного состава находится в пределах от 95 до 100 % (d95).
Иначе воздействует поток на мелкозернистые отложения. При достижении потоком порога размывающей скорости в движение приходят одновременно все зерна русловых отложений: пылеватые и песчаные. Поэтому фракционный состав на поверхности русловых отложений и сопротивляемость их размыву не изменяются. Мелкозернистые русловые отложения неспособны увеличивать свою сопротивляемость размыву путем образования отмостки.