[发明专利]一种基于泥石流固体颗粒粒径的震区泥石流容重计算方法

摘要

本发明公开了一种基于泥石流固体颗粒粒径的震区泥石流容重计算方法，该方法通过汶川震区泥石流沟的野外调查、测量、取样以及泥石流沟特征参数提取等手段，确定泥石流沟的沟道纵比降J，泥石流流深h，沟道坡度α，泥石流固体颗粒容重γs，泥石流的粘滞系数η，泥石流固体颗粒粒径di；将所得到的参数代入计算公式以得到震区泥石流容重预测值。与现有技术相比，本发明基于严密的理论推导，能够合理准确的反映汶川震区低黏粒含量的泥石流容重，为震区灾后重建中的泥石流防治设计提供理论依据，计算结果精度高，符合实际工程需要。

主权项

一种基于泥石流固体颗粒粒径的震区泥石流容重计算方法，所述震区的泥石流沟包括沟道和在沟道上运动的泥石流体，其特征在于：将震区泥石流的固体颗粒粒径应用于泥石流容重计算，所述震区泥石流容重预测计算方法如下：A.获取震区泥石流沟的泥石流体流深h(m)，通过泥石流沟大比例尺测绘得到沟道的沟道坡度α(°)，沟道纵比降J(‰)，通过泥石流采样和筛分得到泥石流体固体颗粒粒径di(mm)，通过泥石流沟床状况确定泥石流体糙率系数n，通过泥石流暴发时的野外温度确定泥石流体的粘滞系数η(Pa·s)；B.通过以下公式确定震区泥石流浆体密度ρ(KN/m3)，ρ=max(η2πdi23nh-1/3J1/2-γSπdi3sinα4)/Jh4πdi3γS/(0.3πdi2H4/3J/8n2+4gπdi3)]]>式中：di为累积百分含量为i的泥石流固体颗粒粒径(mm)，η为泥石流的粘滞系数(Pa·s)，ρ为泥石流浆体的密度(kg/m3)，g为重力加速度(m/s2),h为泥石流流深(m),n为泥石流糙率系数，γS为泥石流固体颗粒容重(KN/m3)，H为泥石流沟道堆积物的堆积厚度(m),n为泥石流沟道的糙率系数；C.通过以下公式确定震区泥石流容重γ(KN/m3)，γL＝C(γS‑γ)+γ,式中：C＝(ρ‑ρW)/(ρS‑ρW)式中：C为泥石流体积浓度(％)，ρw为水体的密度(kg/m3)，ρ为泥石流浆体的密度(kg/m3)，ρS为泥石流固体颗粒的密度(kg/m3)，γ为泥石流浆体容重(KN/m3)，γ＝ρg；γS为泥石流固体颗粒容重(KN/m3)，γS＝ρSg；γL为泥石流容重(KN/m3)。