[发明专利]窗口坝调控粘性泥石流颗粒粒径评价方法

权利要求书

1.一种窗口坝调控粘性泥石流颗粒粒径评价方法，其特征在于，包括

步骤1，获取泥石流原始物料中以及经窗口坝调控后泥石流的颗粒级配曲线，并分别确定原始物料及调控后泥石流的特征粒径d_max、d₁₆、d₅₀、d₈₄，泥石流容重γ_c，窗口坝开口宽度b、窗口坝开口高度h、窗口坝开口率λ；

步骤2，根据粒度分析方法对泥石流颗粒级配曲线进行分析，并将其转化成φ制条件下的泥石流颗粒级配曲线，分别读取原始物料及调控后泥石流的特征粒径φ₁₆、φ₅₀、φ₈₄，采用以下公式进行泥石流特征值φ值的转化计算：

φ＝-log₂D 式1

其中，D为泥石流固体颗粒的直径，φ₁₆、φ₅₀、φ₈₄分别表示质量累计含量为16％、50％、84％时的粒度；

步骤3，根据下式计算泥石流综合平均粒径比：

R＝-1.966+0.256b/d_max+0.177h/b+1.012λ+2.751C_v 式2

式中：R为泥石流综合平均粒径比，b/d_max为窗口坝的相对开口宽度，h/b为窗口坝开口高宽比，λ为开口率，C_v为泥石流体积浓度；

步骤4，根据步骤3计算出的泥石流综合平均粒径比评价窗口坝是否对粘性泥石流起到调节作用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的泥石流综合平均粒径比的计算公式通过下式方式确定：

步骤31，采用下式分别计算原始物料及调控后泥石流的泥石流平均粒径：

其中，M_Z为φ制下的平均粒径；

步骤32，采用下式分别对原始物料及调控后泥石流的泥石流综合平均粒径进行转化计算：

其中，L为毫米粒径下的平均粒径，定义为综合平均粒径，单位mm；

步骤33，采用下式进行泥石流综合平均粒径比的计算：

其中，R为综合平均粒径比，L_d为换算后的调控后窗口坝下游泥石流综合平均粒径，L_o为换算后的泥石流原始物料的综合平均粒径；

步骤34，根据步骤33中得到的R，采用多元线性函数、多元对数函数、多元指数函数对影响泥石流颗粒粒径调节的各因素进行回归分析，通过比较公式的可决系数及与原始数据的相关程度，从所述多元线性函数、多元对数函数、多元指数函数中选取R的最优函数表达式，得到各因素参数的最优值，从而得到泥石流综合平均粒径比的计算公式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：当泥石流综合平均粒径比大于或者等于1时，则表明窗口坝对粘性泥石流没有起到调节作用；当泥石流综合平均粒径比小于1时，说明窗口坝对粘性泥石流有调节作用，且比值越小，调节作用越明显。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，C_v依据现场调查和/或室内测试和/或行业规范确定，可根据泥石流容重γ_c确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，C_v通过下式确定：

其中，γ_c为泥石流容重，单位t/m³，野外调查结合相关规范确定；γ_w为泥石流中水的容重，单位t/m³，取值1.0；γ_s为泥石流中土体的实体容重，单位t/m³，野外调查结合相关规范确定。