[发明专利]一种泥石流屈服应力和最大淤积厚度计算方法

摘要

本发明涉及一种泥石流屈服应力和最大淤积厚度的计算方法，属于泥石流防治工程、水利工程领域。本发明的技术方案为根据已有的泥石流调查确定泥石流体中的等效粘土矿物百分含量P，设定该流域的泥石流等效粘土矿物百分含量P不变；根据该次泥石流在不同频率下的泥石流容重值，或相邻流域的泥石流容重值，计算得到泥石流体积浓度C0值；再根据颗粒级配的Cc值，dv值，由前面计算的等效粘土矿物百分含量P，计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流屈服应力τ和最大淤积厚度H。本发明可以更准确地计算不同频率下或相邻流域再发生的泥石流的屈服应力和最大淤积厚度，为泥石流灾害的评估与防范提供有效的技术支撑。

主权项

一种泥石流屈服应力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)调查已有泥石流的最大淤积厚度H，淤积底坡坡度θ，泥石流容重ρ，根据公式一计算出该次泥石流屈服应力τ，τ＝ρgH sinθ  公式一H：泥石流最大淤积厚度，单位为mτ：泥石流屈服应力，单位为Paρ：泥石流容重，单位为kg/m3g：重力加速度，值为9.81m/s2θ：泥石流淤积底坡坡度，单位为度；(2)分析该次泥石流的颗粒组成，分别得到Cc值、dv值，以及体积浓度C0值，C0由公式六计算得到，由公式三和公式四计算得C值，由公式二计算等效粘土矿物百分含量P，τ＝τ0C2e22CP  公式二C＝aC0  公式三τ：泥石流屈服应力，单位为Paτ0：经验系数，单位为Pa；当C≤0.47时，τ0＝30Pa；当0.59≥C>0.47时，τ0＝30e5(C‑0.47)Pa；当C>0.59时，τ0＝30e5(C‑0.47)e8(C‑0.59)Pa；当C0≤0.47时，C1＝C2＝0C：等效泥沙体积浓度，由公式三计算得到P：等效粘土矿物百分含量，以小数表示，指泥沙中的含量，待定a：修正系数，由公式四计算得到C0：泥沙体积浓度Cc’：粗颗粒有效泥沙曲率系数，Cc≤1时,Cc’＝Cc；Cc>1时，Cc’＝1/Cc；粗颗粒指粘粒以外的粗颗粒Cc：粗颗粒泥沙曲率系数dv：粗颗粒泥沙颗粒体积平均粒径，单位为mmCc0：常数，值为0.523dv0：常数，值为1.23mmd30，d10和d60分别为粗颗粒泥沙中小于30％，10％和60％的泥沙颗粒粒径，单位为mmC1，C2为常数：C1＝0.18,C2＝‑0.01；(3)根据该次泥石流在不同频率下的泥石流容重值，或相邻流域的泥石流容重值，由公式六计算得到泥石流体积浓度C0值，ρ0＝水的容重，＝1000kg/m3ρS＝泥石流中固体颗粒的容重，≈2700kg/m3，再根据颗粒级配的Cc值，dv值，由前面计算的等效粘土矿物百分含量P，由公式二计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流屈服应力τ。