[发明专利]一种粘性泥石流最大淤积厚度计算方法

摘要

本发明公开了一种粘性泥石流最大淤积厚度计算方法，属于泥石流防治工程技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、计算出该次泥石流屈服应力τ，b、分析该次泥石流的颗粒组成，计算等效粘土矿物百分含量P；c、计算得到泥石流体积浓度C0值；d、计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流屈服应力τ。计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流最大淤积厚度H。本发明针对现有计算方法中未考虑中间颗粒的泥石流屈服应力以及由此计算的泥石流最大淤积厚度的问题，研究了细颗粒的粘土矿物、粗颗粒及中间颗粒的影响，能够准确计算出屈服应力，最大淤积厚度，从而为泥石流防治工程设计提供准确依据。

主权项

1.一种粘性泥石流最大淤积厚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：a、调查已有泥石流的最大淤积厚度H，泥石流淤积底坡坡θ，泥石流容重ρ，根据式1计算出该次泥石流屈服应力τ，τ＝ρgHsinθ    式1H——泥石流最大淤积厚度，m；τ——泥石流屈服应力，Pa；ρ——泥石流容重，kg/m³；g——重力加速度，g＝9.81m/s²；θ——泥石流淤积底坡坡度，度；b、分析该次泥石流的颗粒组成，分别得到细颗粒以外的颗粒中，中间颗粒的百分数X、粗颗粒的百分数Y，Cd值、S值、Cc值和dv值，粗颗粒与中间颗粒相对应的d₃₀，d₁₀，d₅₀和d₆₀值，以及体积浓度C₀值，通过式8计算得到，由式3、式4和式6计算得C值，由式2计算等效粘土矿物百分含量P；τ＝τ₀C²e^22CP         式2C＝C₀(Xa+Yb)         式3b＝1.14C_d^0.14(S/6.61)^‑0.012   式6S＝πd₅₀²/ψ               式7其中：τ——泥石流屈服应力，Pa；τ₀——经验系数，Pa；C——等效泥沙体积浓度，由式3计算得到；P——等效粘土矿物百分含量；a——修正系数一，由式4计算得到；b——修正系数二，由式6计算得到；C₀——泥沙体积浓度；Cc——粗颗粒泥沙曲率系数，由式5计算得到，其中的d₃₀，d₁₀和d₆₀分别为粗颗粒的值；C_c’——粗颗粒有效泥沙曲率系数；C_e——中间颗粒泥沙曲率系数，由式5计算得到，其中的d₃₀，d₁₀和d₆₀分别为中间颗粒的值；C_d——中间颗粒有效泥沙曲率系数；d_v——粗颗粒泥沙颗粒体积平均粒径，mm；C_c0——常数一，C_c0＝0.523；d_v0——常数二，d_v0＝1.23mm；d₃₀——粗颗粒泥沙中小于30％的泥沙颗粒粒径，mm；d₁₀——粗颗粒泥沙中小于10％的泥沙颗粒粒径，mm；d₅₀——粗颗粒泥沙中小于50％的泥沙颗粒粒径，mm；d₆₀——粗颗粒泥沙中小于60％的泥沙颗粒粒径，mm；S——中间颗粒平均表面积，mm²；由式7计算得到；π——圆周率，取值为3.1416；ψ——中间颗粒球度值，ψ＝0.72；C₁——常数三，C₁＝0.18；C₂——常数四，C₂＝‑0.01；X——中间颗粒占黏粒以外的颗粒百分数；Y——粗颗粒占黏粒以外的颗粒百分数；c、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，由式8计算得到泥石流体积浓度C₀值；其中：ρ₀——水的容重，ρ₀＝1000kg/m³；ρ_S——泥石流中固体颗粒的容重，ρ_S＝2700kg/m³；d、再根据中间颗粒和粗颗粒级配的X值、Y值，Cd值、S值、Cc值和dv值及粗颗粒与中间颗粒相对应的d₃₀、d₁₀、d₅₀、d₆₀值，由计算得到的等效粘土矿物百分含量P，通过式2计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流屈服应力τ。，再由式1和泥石流屈服应力τ、所在位置的泥石流淤积底坡坡θ、不同频率下或相邻流域的泥石流容重ρ，计算得到不同频率下或相邻流域的泥石流最大淤积厚度H。