[发明专利]一种基于沟道流深、压应力的泥石流容重计算方法

说明书

本发明公开了一种基于沟道流深、压应力的泥石流容重计算方法，该方法通过泥石流沟的沟道特征的野外调查、测现场量等手段，通过理论力学方法，确定泥石流沟的沟道纵比降、泥石流流深、泥石流体正压应力，将所获得的参数带入确定泥石流容重计算公式，可以获得泥石流在设计流深时的泥石流容重预测值。该方法适用于泥石流容重的实时动态预测，与现有技术相比，本发明结合泥石流沟的野外调查和理论分析，将泥石流沟的泥石流流域参数转换为泥石流的容重，能更准确的得到泥石流的容重特征值，为泥石流预测和防治提供依据，其运用简单、高效，可满足地质灾害预防需要。

技术领域

本发明涉及泥石流防治工程设计应用技术领域，具体涉及一种基于沟道流深、压应力的泥石流容重计算方法。

背景技术

我国地质灾害种类丰富，分布广泛，特别是在汶川地震、芦山地震后，我国西南地区的滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流等。使得地质灾害的防治、预警要求更加快捷、准确性要求更高。

在强烈的降雨条件下，泥石流流域内的快速汇水，形成一定流深的地表径流，冲蚀泥石流固体物源，进而诱发泥石流过程，严重威胁沟口的城市建设、交通设施以及人民的生命财产安全。泥石流的容重、流速、容重、流量、冲出量等参数是泥石流的监测和预警主要重要指标，其中泥石流容重不仅是泥石流重要的动力学参数，也是泥石流防治工程设计所需的重要参数之一。

目前，泥石流容重主要是在泥石流暴发时通过定时的机械取样和人工取样获取容重参数，或者通过泥石流灾害后的容重实验获取容重参数。我国西部山区在降雨季节几乎每年都有泥石流事件发生，而西部山区泥石流流域具有“流域面积小，沟道纵比降大”等特征，泥石流野外现场调查和测量的工作难度大、工作风险高、工作量繁重，使得泥石流容重监测的准确度低、工作周期长，不能满足泥石流的快速预防和治理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有泥石流容重监测不及时，现有的泥石流容重计算方法导致泥石流的容重相对于其实际容重值偏小，使得泥石流容重监测的时间滞后、准确度低，不能满足泥石流的快速预防和治理的需要。

本发明提供了解决上述问题的一种基于沟道流深、压应力的泥石流容重计算方法，解决泥石流的流深、压应力与泥石流容重参数的关系，构建基于泥石流流深、沟道纵比降、以及相应流深条件下的压应力的泥石流容重预测模型，并进行实例运用，为泥石流容重的预警和防治提供新方法，适用于泥石流防治工程设计的需要。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于沟道流深、压应力的泥石流容重计算方法，该方法包括如下步骤：

A：获取泥石流沟道及泥石流体参数，泥石流沟道及泥石流体参数包括泥石流体的流深H，泥石流体在流深H时的泥石流单位沟床面积上的正压应力G和泥石流沟道坡度α；

B：根据步骤A获取的泥石流沟道及泥石流体参数，计算泥石流容重，进行实时动态预测，泥石流容重计算采用如下公式；

式中，γ为泥石流容重(KN/m³)，H为泥石流体的流深(m)，G为泥石流体在流深H时的泥石流单位沟床面积上的正压应力(KN)，α为泥石流沟道坡度(°),△A为泥石流体在流深H时的单位沟床横截面积，△A＝1m²。