[发明专利]一种洪水作用下车辆稳定程度的判别方法

摘要

本发明一种洪水作用下车辆稳定程度的判别方法，包括以下步骤：（1）洪水中车辆失稳的受力分析及公式推导；（2）模型小车滑移失稳的概化水槽试验及公式参数率定；（3）计算洪水作用下原型车辆起动流速；（4）判断洪水作用下原型车辆稳定程度。本发明方法假定来流沿水深呈幂函数分布，更接近于实际洪水中的流速分布规律，通过测定不同水深下模型小车的排水体积计算其浮力，基于泥沙起动理论的车辆稳定程度分析建立洪水作用下车辆滑移失稳的起动流速公式；依据车辆稳定程度的计算结果，通过等级划分体系，确定洪水作用下车辆的危险程度，为估算车辆损失、指导受淹车辆中人员逃生、城市洪水风险分析及管理提供科学依据。

主权项

一种洪水作用下车辆稳定程度的判别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤（1），洪水中车辆失稳的受力分析及公式推导，包括如下子步骤：步骤（1.1），分析洪水中作用下车辆主要受到的重力、浮力、支持力、拖曳力和摩擦力的作用，并建立各力的表达式；步骤（1.2），根据水平方向上的受力平衡，推导出车辆滑移失稳时的起动流速公式；步骤（2），模型小车滑移失稳的概化水槽试验及公式参数率定，包括如下子步骤：步骤（2.1），通过特制水槽测量不同水深下模型小车的排水体积，计算其浮力；步骤（2.2），测定不同水流条件下大小两种比尺的模型小车发生滑移失稳时的来流条件，来流条件为水深与流速；步骤（2.3），采用非线性回归分析的方法，利用大比尺模型小车的实验数据率定公式中的相关参数；步骤（3），计算洪水作用下原型车辆起动流速，包括如下子步骤：步骤（3.1），将小比尺模型小车失稳时的水流条件按照比尺关系换算成原型车失稳的水流条件；步骤（3.2），利用步骤（2.3）中的参数率定结果及原型车辆的特征参数，绘制原型车辆在不同水深情况下的起动流速曲线；步骤（3.3），将步骤（3.1）中的换算得到的原型数据和步骤（3.2）中的计算曲线进行对比，验证公式的计算精度；步骤（3.4），确定不同水深条件下原型车辆滑移失稳时起动流速的计算公式；步骤（4），判断洪水作用下原型车辆稳定程度，包括如下子步骤：步骤（4.1），根据原型车辆的特征参数及来流条件，利用步骤（2.3）中率定的车辆失稳时起动流速公式计算该水深下的临界流速；步骤（4.2），计算来流流速与临界流速的比值，判断洪水作用下车辆的稳定程度；步骤（4.3），结合二维水动力学模型模拟洪水演进的计算结果，提供洪泛区内车辆稳定程度的分布情况。