[发明专利]箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法

权利要求书

1.一种箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法，所述箱体消能式泥石流排导槽包括全衬砌槽底(1)及其两侧的侧墙，全衬砌槽底(1)的中部设有箱体消能段，所述箱体消能段包括按一定间距设置的横向贯穿型肋槛(2)和充填于上下游肋槛(2)之间、呈阶梯状分布的若干级消能槛(3)，消能槛(3)沿横向贯穿排导槽方向设置，每一级消能槛(3)由至少一个预制好的钢筋混凝土长方箱体构成，长方箱体顶面开敞、其余五面封闭、内部装填块石，其特征在于：所述箱体消能段的设计方法步骤如下：

(一)通过大比例尺地形图测量计算或现场调查实测，确定排导槽纵比降J；通过现场调查，选定全衬砌槽底(1)的材质，根据选定的全衬砌槽底(1)材质，确定全衬砌槽底(1)的糙率系数n₀；通过现场调查，确定排导槽允许的不冲流速和不淤流速，单位m/s；

(二)根据排导槽设计流量和步骤(一)中得到的排导槽纵比降J，设定箱体消能段长度L、箱体消能段宽度b、装填块石的平均直径D，单位均为m；

(三)通过以下公式确定排导槽综合糙率系数n

n=(0.0136·bLπD2·J1/2+1.1921)·n0]]>

式中，n—排导槽综合糙率系数；

n₀—全衬砌槽底(1)的糙率系数，由步骤(一)确定；

b—箱体消能段宽度，单位m，由步骤(二)确定；

L—箱体消能段长度，单位m，由步骤(二)确定；

D—装填块石的平均直径，单位m，由步骤(二)确定；

J—排导槽纵比降，由步骤(一)确定；

π—圆周率，取值3.14；

(四)将步骤(三)中得到的排导槽综合糙率系数n代入曼宁公式，计算得到泥石流流速、单位m/s；

(五)将步骤(四)中得到的泥石流流速与步骤(一)中得到的不冲流速和不淤流速进行对比；如果步骤(四)中得到的泥石流流速大于步骤(一)中得到的不冲流速、或小于步骤(一)中得到的不淤流速，则重复进行步骤(二)-步骤(五)；如果步骤(四)中得到的泥石流流速大于等于步骤(一)中得到的不淤流速、同时小于等于步骤(一)中得到的不冲流速，则采用步骤(二)中设定的箱体消能段长度L、箱体消能段宽度b、装填块石的平均直径D作为箱体消能段设计值。

2.根据权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法，其特征在于：箱体消能段宽度b与排导槽宽度B之比为0.5-1.0。

3.根据权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法，其特征在于：箱体消能段长度L与排导槽总长度之比为0.10-0.25。

4.根据权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法，其特征在于：长方箱体内的块石装填高度与长方箱体高度之比为0.5-0.8。

5.根据权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法，其特征在于：箱体消能段上游的泥石流泥深h与装填块石的平均直径D之比为1.0-4.0。

6.如权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽箱体消能段设计方法的应用，其特征在于：适用于排导槽纵比降J为0.15-0.35。

7.如权利要求1所述箱体消能式泥石流排导槽箱体消能段设计方法的应用，其特征在于：适用于泥石流容重为16-22kN/m³。