[发明专利]一种最小缓冲层厚度的计算方法

说明书

本发明公开了一种最小缓冲层厚度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：a、测算获得土石中值粒径D、土石颗粒不均匀系数Cu和土石缓冲层密实度S；b、计算土石缓冲层密实度S；c、根据土石的特征参数计算土石缓冲层弹性模量M；d、测算获得冲击物弹性模量M₁，计算综合弹性模量E；e、估量冲击物动能E_k和冲击夹角θ，计算作用在土石缓冲层上的冲击力F；f、根据冲击力F和土石缓冲层弹性模量M，计算土石缓冲层最小厚度H。本发明充分考虑了土石缓冲层最小厚度的极限值，不仅能够有效避免小于该极限值所引起的防护失效，而且减小了大于该极限值所造成的工程和造价上的浪费，极大的提高了防灾减灾适用性。

技术领域

本发明涉及到崩塌、落石防治工程领域，尤其涉及一种最小缓冲层厚度的计算方法。

背景技术

崩塌、落石是一种发生在山区或公路边坡的自然现象。崩塌、落石发生后，巨大的石块滚落到山坡下或路边，对附近的居民住房、工厂等建筑设施，或公路等，都会造成极大的破坏。为了减缓冲击力的影响，采取土石缓冲层进行有效的防护就是一种经济有效的措施。最为经济适用的缓冲层就是由石块、砂石、土等材料组成，由其中一种或多种组成，因此不同的土石缓冲层的颗粒粒径具有不同的缓冲效果，而缓冲效果可以由缓冲层的弹性模量表达。

目前国内外对土石缓冲层弹性模量的研究结果相近，给出了不同土石类型的弹性模量范围。但仅仅给出了弹性模量的范围，并没有给出土石缓冲层的厚度：缓冲层厚度太小，不能起到缓冲的作用，防护失效；缓冲层厚度太大，虽然能起到缓冲的作用，防护有效，但太浪费，不经济。即土石缓冲层存在一个最小的厚度：小于该最小厚度，土石缓冲层不能达到缓冲作用和效果；大于该最小厚度，土石缓冲层也不会增加其缓冲作用和效果，增加的厚度是多余的。因此能满足缓冲效果的土石缓冲层的最小厚度的计算是非常重要的。

公开号为CN 104360389A，公开日为2015年02月18日的中国专利文献公开了一种致密砂岩储层岩石弹性模量计算方法，其特征在于，包括：获取测井参数和致密砂岩储层的岩石物性参数；根据所述测井参数和所述岩石物性参数，结合预先建立的孔隙裂缝衰减模型计算高频下的岩石弹性模量；根据所述高频下的岩石弹性模量，结合预先建立的自洽模型，计算岩石的高频基质弹性模量；利用所述岩石的高频基质弹性模量，结合所述孔隙裂缝衰减模型，计算任意频率下的饱和岩石弹性模量。该专利文献公开的致密砂岩储层岩石弹性模量计算方法，针对致密砂岩储层的孔隙度的特点，利用建立的适用于致密砂岩储层的岩石物理模型，如：孔隙裂缝衰减模型和自洽模型对致密砂岩储层进行分析，得到致密砂岩储层的岩石弹性模量。但是，没有给出缓冲层的厚度；缓冲层厚度太小，不能起到缓冲的作用，防护失效；缓冲层厚度太大，虽然能起到缓冲的作用，防护有效，但浪费大，经济性差。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种最小缓冲层厚度的计算方法，本发明充分考虑了土石缓冲层最小厚度的极限值，不仅能够有效避免小于该极限值所引起的防护失效，而且减小了大于该极限值所造成的工程和造价上的浪费，极大的提高了防灾减灾适用性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种最小缓冲层厚度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、测算获得土石缓冲层颗粒特征参数，包括土石中值粒径D、土石颗粒不均匀系数Cu和土石缓冲层密实度S，土石中值粒径D指土石颗粒中重量百分数为50％的颗粒粒径，单位mm；土石颗粒不均匀系数Cu通过式1计算；

Cu＝D₆₀/D₁₀ 式1

式中，D₆₀为土石颗粒中重量百分数为60％的颗粒粒径，单位mm；D₁₀为土石颗粒中重量百分数为10％的颗粒粒径，单位mm；

b、通过式2计算土石缓冲层密实度S；

S＝V_m/V 式2