[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

摘要

本发明公开了一种箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法及应用。所述设计方法首先确定排导槽纵比降、全衬砌底板的糙率系数，然后依据防治工程设计方案设定箱体消能段参数，将相关参数代入公式计算得到排导槽综合糙率系数，再通过曼宁公式计算得到泥石流流速，最后将泥石流流速与排导槽允许不冲不淤流速进行对比，最终优化得到箱体消能段设计值。该方法综合考虑了排导槽纵比降、箱体消能段长度、箱体消能段宽度和装填块石平均直径等因素，并结合箱体消能式泥石流排导槽的特点，能够合理确定不同设计条件下的排导槽综合糙率系数，进而能够实现箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段的合理优化设计，且设计方法简便有效，所需参数少。

主权项

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nn=(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。