[发明专利]一种用于防汛抢险演练的均质黏性土坝漫顶溃决演练方法

摘要

本发明公开了一种用于防汛抢险演练的均质黏性土坝漫顶溃决演练方法。基于一套溃坝模型，包括由粘性土填筑而成的土坝本体，所述土坝本体包括上游坝肩、坝顶和下游坝肩，在模型上游设有用于对水位进行调节的控制闸门；在土坝本体的下游坝肩底部设有空腔层，空腔层内填充粉砂层。本发明一种用于防汛机动抢险演练的均质黏性土坝漫顶溃决模型及其演练方法，溃坝断面创新设计，实现在低速水流条件下的“想溃就溃”的溃坝模拟，解决了以往模型试验时“想溃不溃”的技术难点，特别适用于漫顶水流作用下黏性土坝溃决机理的揭示及溃坝过程中水土耦合作用的展示，同时还具备对防汛机动抢险专业队伍开展溃坝灾害培训的功能。

主权项

1.一种用于防汛机动抢险演练的土坝漫顶溃决演练方法，基于一套溃坝模型，模型包括由黏性土填筑而成的土坝本体，其特征在于，所述土坝本体包括上游坝肩、坝顶和下游坝肩，在模型上游设有用于对水位进行调节的控制闸门；/n在土坝本体的下游坝肩底部设有空腔层，空腔层内填充粉砂层，/n包括以下几个步骤：/n步骤1、在黏性土填筑而成的土坝本体下游坝肩底部挖掘出所述空腔层；/n步骤2、往所述空腔层内填充粉砂，直至将空腔层填满；/n步骤3、开始漫顶试验，通过控制闸门将水流流速控制在0-2m/s，漫顶水位与坝顶高度的高度差不小于10cm；/n步骤4、当水位达到预定漫顶高度，在漫顶水流冲刷作用下，坝体冲蚀首先从下游坝肩开始，溃口迅速下切到坝体底，在下切过程中伴随侧壁坍塌和溃口的横向扩展，溃口在下切过程中，水流对坝体的冲蚀从下游坝体迅速发展到上游坝肩，然后再从上游坝肩发展到坝体底部，下游坝肩底部的粉砂首先被水流冲刷带走，然后下游坝段发生沿水流方向的倾倒式破坏，随漫顶后水流流速的增大，溃口宽度和深度不断扩展，土坝本体逐渐发生横向倾倒式的扩展破坏，最终完全溃坝；/n粉砂层的厚度由以下公式确定：/n当下游坝肩底部失稳发生时必满足下式：/nW_s+(h-T_v)αh_wγ_w-(h-T_v)C＝0/n /n式中，W_s为下游坝肩底部悬空处黏性土土块质量，h为坝高，T_v为下游坝肩底部粉砂层厚度，C为坝料土体黏聚力，h_w为漫顶过流水深，γ_w为水体容重，α为下游坝肩边坡比；γ_s为土体容重。/n