[发明专利]泥石流冲击荷载函数生成方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种泥石流冲击荷载函数生成方法及装置，涉及岩土工程监测领域。所述方法包括基于获取到的目标泥石流案例的实际信息，确定泥石流冲击荷载的多个相关特征值后，基于所述多个相关特征值，确定泥石流冲击荷载模型中的多个待定系数；再获取泥石流冲击荷载的脉动频率、获取泥石流冲击荷载的持续时间以及获取泥石流冲击荷载的覆盖深度范围；然后将所述多个相关特征值、所述多个待定系数、所述脉动频率、所述持续时间及所述覆盖深度范围代入所述泥石流冲击荷载模型中，生成泥石流冲击荷载函数。实现了生成的泥石流冲击荷载函数涵盖动力荷载多个要素，因而更贴近于客观实际。为模拟泥石流冲击荷载提供了有效的新途径。

技术领域

本发明涉及岩土工程监测领域，具体而言，涉及一种泥石流冲击荷载函数生成方法及装置。

背景技术

泥石流是我国西南地区的多发地质灾害之一。泥石流冲击力是泥石流动力特性的重要组成部分，也是泥石流支档结构、隧道、桥梁、涵洞等交通设施的重要设计依据。由于各种条件的限制，实测泥石流冲击力是非常困难的，这也是泥石流防灾减灾工作的难点之一，特别是对于规划防治中尚未发生的泥石流，通过实测的手段获取冲击力是不现实的。一个可行的方案是根据已有泥石流案例的观测记录，在相关物理模拟测试的基础上提出适用的、简化的计算模型。有关泥石流冲击力的计算模型，世界各国的专家学者从不同角度出发建立力多种泥石流冲击力计算模型。从技术方法的角度可分为：静力流体模型、动力流体模型、冲量-动量模型、能量模型等；若按照是否将固、液相分开考虑的角度，又可以分为一维流体模型和二维流体模型。

作为典型的固液两相流体，泥石流的冲击过程具有显著的脉动特性，其本质上是一个典型的动力学问题。上述常规的泥石流冲击力计算模型存在的明显弊端是：在采用拟静力方式对原本动态的问题进行高度简化的同时，也不可避免地丢失了泥石流物理力学过程的动力学细节。而这些细节无论是对于丰富泥石流动力学研究本身，还是深入推进岩土工程精细化设计，都是至关重要的。也就是说，现有的解决方案是简单、粗暴地以静力学的方式回避动力反应分析。对泥石流冲击荷载把握的欠缺，必然导致后续岩土结构设计结离精细化的要求相去甚远，果要么过于保守，存在设计浪费，要么安全储备不足，存在工程风险。

尽管这些模型种类繁多，但是其解决问题的一个共同模式是：采用静态的观点来看待原本动态的问题，即以拟静力的方式评估泥石流的最大冲击荷载或平均荷载，并以此作为泥石流支档工程、防护工程及其他岩土、结构工程的荷载设计依据。因此，这种对动力问题的处理模式是粗糙的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泥石流冲击荷载函数生成方法及装置，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种泥石流冲击荷载函数生成方法，所述方法包括基于获取到的目标泥石流案例的实际信息，确定泥石流冲击荷载的多个相关特征值；基于所述多个相关特征值，确定泥石流冲击荷载模型中的多个待定系数；获取泥石流冲击荷载的脉动频率；获取泥石流冲击荷载的持续时间；获取泥石流冲击荷载的覆盖深度范围；将所述多个相关特征值、所述多个待定系数、所述脉动频率、所述持续时间及所述覆盖深度范围代入所述泥石流冲击荷载模型中，生成泥石流冲击荷载函数。

第二方面，本发明实施例提供了一种泥石流冲击荷载函数生成装置，所述装置包括：第一确定单元、第二确定单元、第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元和生成单元。第一确定单元，用于基于获取到的目标泥石流案例的实际信息，确定泥石流冲击荷载的多个相关特征值。第二确定单元，用于基于所述多个相关特征值，确定泥石流冲击荷载模型中的多个待定系数。第一获取单元，用于获取泥石流冲击荷载的脉动频率。第二获取单元，用于获取泥石流冲击荷载的持续时间。第三获取单元，用于获取泥石流冲击荷载的覆盖深度范围。生成单元，用于将所述多个相关特征值、所述多个待定系数、所述脉动频率、所述持续时间及所述覆盖深度范围代入所述泥石流冲击荷载模型中，生成泥石流冲击荷载函数。