[发明专利]基于泥石流软基消能的横向齿槛基础埋深设计方法及应用

摘要

本发明公开了一种基于泥石流软基消能的横向齿槛基础埋深设计方法及应用。该方法首先计算泥石流通过横向齿槛跌落的能耗h_i；再计算泥石流起动和淤积的临界纵坡比降i₀；然后计算泥石流通过横向齿槛的能耗系数φ和泥石流通过横向齿槛的槛下冲刷深度Δ；最后计算横向齿槛的基础埋深H。该方法适用于高含沙两相二元流的泥石流防治，且可与导流侧墙组成排导槽或与拦砂坝配合，用于泥石流的防治。与现有技术相比，本发明能在充分保证横向齿槛安全运行的基础上，合理确定横向齿槛基础埋深，最大限度节省工程造价，有利于工程后期运行管理，而且计算方法有效快速简便，适应实际工程需要。

主权项

1.一种基于泥石流软基消能的横向齿槛基础埋深设计方法，若干具有一定埋深的所述横向齿槛横向布设、按一定间距组成梯级防冲刷齿槛系，其特征在于：所述横向齿槛基础埋深设计方法步骤如下：(1)计算泥石流通过横向齿槛跌落的能耗h_i，计算式如下：式中：h_i—泥石流通过横向齿槛跌落的能耗，单位m；S_上—横向齿槛的槛上过流断面面积，单位m²，根据梯级防冲刷齿槛系的实际槽型特征和流深取值；S_下—横向齿槛的槛下过流断面面积，单位m²，根据梯级防冲刷齿槛系的实际槽型特征和流深取值；α—动能修正系数，根据泥石流流速取值；V₂—泥石流设计流速，单位m/s，通过野外调查确定；r_c—泥石流中浆体与水的比重，通过野外调查确定；g—重力加速度，单位m/s²；(2)计算泥石流起动和淤积的临界纵坡比降i₀，计算式如下：i₀＝ni_c式中：i₀—泥石流起动和淤积的临界纵坡比降；i_c—泥石流的自然沟床纵坡比降，根据实际具体地形情况确定；n—沟段坡率折减系数，即泥石流起动和淤积的临界纵坡比降与自然沟床纵坡比降的比值，根据泥石流类型或所述横向齿槛在泥石流防治工程中的应用部位确定；(3)计算泥石流通过横向齿槛的能耗系数，计算式如下：式中：—泥石流通过横向齿槛的能耗系数，即泥石流通过横向齿槛消耗的势能与总势能之比；L—两座横向齿槛的间距，单位m；其他符号同前面一致；(4)计算泥石流通过横向齿槛的槛下冲刷深度Δ，计算式如下：式中：Δ—泥石流通过横向齿槛的槛下冲刷深度，单位m；其他符号同前面一致；(5)计算横向齿槛的基础埋深H，计算式如下：H＝Δ+h式中：H—横向齿槛的基础埋深，单位m；h—横向齿槛的基础安全超深，单位m，根据泥石流类型或所述横向齿槛在泥石流防治工程中的应用部位确定；其他符号同前面一致。