[发明专利]一种多土层溃堤的冲刷深度计算方法

权利要求书

1.一种多土层溃堤的冲刷深度计算方法，其特征在于，由多个土层构成的复合土层，在冲刷坑深度的计算中，将所述复合土层层厚换算为在同样冲刷条件下物理性质相当的单一粒径土壤的有效层厚，用于上述计算的对比分析；

所述有效层厚的求算过程中，不同粒径土层之间互化过程如下：

设土层M为待转化土层，土层N为目标粒径值土层，其层厚分别为L_M、L_N，粒径分别为d_M、d_N，则土层M换算为目标粒径后的有效层高L_M’为：

L_M’=L_M×(d_M/d_N)^γ   （8）；

上式中，γ为修正系数。

2.根据权利要求1所述的一种多土层溃堤的冲刷深度计算方法，其特征在于:

所述修正系数γ初始值可取为1，试算后根据实际溃堤调查情况及本地历史数据综合取定采值。

3.根据权利要求1或2所述的一种多土层溃堤的冲刷深度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、设所述待测复合土层由地表至地下依次包括土层1、土层2、土层3至土层n，n为自然数；

设每个单层土层的土壤平均粒径为d_i，土层高度为L_i,i=1,2,……n；

（2）、利用土壤局部冲刷公式计算平均粒径为d₁的土壤冲刷坑最大深度H₁：

如H₁<土层1高度L₁，则计算结束，H₁即为所求冲刷坑的最大深度；

如H₁>L₁，则进入步骤（3）；

（3）、利用土壤局部冲刷公式计算平均粒径为d₂的土壤冲刷坑最大深度H₂，计算土层1和土层2构成的一级复合土层换算成平均粒径为d₂时的有效层高L₁₂’=（L₂+L₁×(d₁/d₂）^γ)：

如H₂<L₁₂’，则计算结束，（H₂-L₁×(d₁/d₂）^γ+L₁)即为所求冲刷坑的最大深度；

如L₂>L₁₂’，则进入步骤（4）；

（4）、利用土壤局部冲刷公式计算平均粒径为d₃的土壤冲刷坑最大深度H₃，计算土层1、土层2和土层3构成的二级复合土层换算成平均粒径为d₃时的有效层高L₁₂₃’=（L₃+L₂×(d₂/d₃）^γ+L₁×(d₁/d₃）^γ）：

如H₃<L₁₂₃’，则计算结束，（H₃-L₂×(d₂/d₃）^γ+L₂-L₁×(d₁/d₃）^γ+L₁)即为所求冲刷坑的最大深度；

如H₃>L₁₂₃’，则按照上述规则继续计算，直至计算出平均粒径为d_k的冲刷坑最大深度H_k小于土层1至土层k构成的多级复合土层的有效层高，即H_k<（L_k+L_k-1×(d_k-1/d_k）^γ+L_k-2×(d_k-2/d_k）^γ……+L₁×(d₁/d_k）^γ)或全部土层计算结束,k为3至n以内的自然数。