階梯-深潭型泥石流排導槽的深潭段長度測算方法技術

本發明專利技術公開了一種階梯-深潭型泥石流排導槽的深潭段長度測算方法。所述測算方法首先確定泥石流體容重、排導槽設計縱比降、泥石流拋射角度、階梯段設計懸空高度、排導槽設計寬度、排導槽設計峰值流量，然后確定排導槽糙率、容許流速、泥石流過流泥深，接著確定泥石流斷面平均流速，將容許流速與泥石流斷面平均流速進行對比，最后通過深潭段長度測算公式確定階梯-深潭型泥石流排導槽深潭段長度。該方法從流體在槽內的運動全過程出發，基于嚴格理論推導，并結合試驗考慮了泥石流性質對拋程的影響，能夠合理確定階梯-深潭型泥石流排導槽的深潭段長度，為該型排導槽設計提供依據，計算結果精度高，適應實際工程需要。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種階梯?深潭型泥石流排導槽的深潭段長度測算方法，所述階梯?深潭型泥石流排導槽包括排導槽槽底及其兩側的排導槽側墻，所述排導槽槽底包括若干按一定間距設置的全襯砌的階梯段(1)和充填于上下游階梯段(1)之間的深潭段(2)，深潭段(2)頂面與下游階梯段(1)的最高處平齊，其特征在于：階梯?深潭型泥石流排導槽的深潭段(2)長度測算方法步驟如下：(一)通過泥石流容重計算公式計算或實際取樣實測容重，確定泥石流體容重γc，單位kN/m3；通過大比例尺地形圖測量計算或現場調查實測，確定排導槽設計縱比降i；將排導槽設計縱比降i代入公式θ＝arctani，確定泥石流拋射角度θ，單位度；通過現場調查，并結合工程實際情況，確定階梯段(1)設計懸空高度H、取值3?5m，排導槽設計寬度B、單位m，及排導槽設計峰值流量Q、單位m3/s；(二)選定排導槽材料，根據排導槽材料確定排導槽糙率nc，和容許流速v容、單位m/s；將容許流速v容代入公式確定泥石流過流泥深hc、單位m，式中，Q為排導槽設計峰值流量、單位m3/s、由步驟(一)確定，B為排導槽設計寬度、單位m、由步驟(一)確定；(三)針對稀性泥石流：通過公式確定泥石流水力半徑Rc、單位m，式中，B為排導槽設計寬度、單位m、由步驟(一)確定，hc為泥石流過流泥深、單位m、由步驟(二)確定；根據公式確定泥石流泥沙修正系數ψc，式中，γc為泥石流體容重、單位kN/m3、由步驟(一)確定，γH為泥石流固體物質容重、通過實際取樣實測得到、單位kN/m3，γW為水的容重、取值10kN/m3；將泥石流水力半徑Rc、泥石流泥沙修正系數ψc代入公式確定泥石流斷面平均流速vc、單位m/s，式中，γH為泥石流固體物質容重、通過實際取樣實測得到、單位kN/m3，nc為排導槽糙率、由步驟(二)確定，i為排導槽設計縱比降、由步驟(一)確定；針對粘性泥石流：通過公式確定泥石流斷面平均流速vc、單位m/s，式中，nc為排導槽糙率、由步驟(二)確定，hc為泥石流過流泥深、單位m、由步驟(二)確定，i為排導槽設計縱比降、由步驟(一)確定；(四)將步驟(二)中得到的容許流速v容與步驟(三)中得到的泥石流斷面平均流速vc進行對比，如果小于2％，則繼續進行步驟(五)；如果大于等于2％，則將vc作為新的v容，重新進行步驟(二)—步驟(四)；(五)通過以下公式確定深潭段(2)長度L式中，L—深潭段(2)長度，單位m；A—計算參量，取值1.3?1.6；ψ—泥石流性質修正系數，對于稀性泥石流、ψ取值0.70?0.88，對于粘性泥石流、ψ取值0.55?0.70；vc—泥石流斷面平均流速，單位m/s，由步驟(三)確定；θ—泥石流拋射角度，單位度，由步驟(一)確定；g—重力加速度，取值9.8m/s2；hc—泥石流過流泥深，單位m，由步驟(二)確定；H—階梯段(1)設計懸空高度，單位m，由步驟(一)確定。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李云，陳曉清，陳劍剛，趙萬玉，李昆，于獻彬，王小軍，
申請(專利權)人：中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所，
類型：發明
國別省市：四川;51