[发明专利]泥石流密度检测计算方法

说明书

本发明公开了一种泥石流密度检测计算方法，在拟修建泥石流拦挡坝下游泥石流沟道内，现场选取保存完整的泥石流堆积体样品，通过现场取样及室内颗分实验，确定所述泥石流堆积体样品的泥石流颗分参数（μ，Dc）；依据公式计算泥石流的平均密度ρ=1.26μ^‑0.132+0.049Dc^0.443。本发明方法充分考虑了泥石流颗粒组成对其密度的影响，将泥石流颗分参数(μ,Dc)作为变量引入泥石流密度计算中。相比于现有技术采用目击者描述及经验方法的泥石流密度测算方法，本发明方法强调了颗粒组成在决定泥石流密度方面的重要意义，同时可以摒弃人为主观因素对经验参数选取所造成影响，具有更科学的计算原理与较高的精度。同时，本发明方法计算简便，工程实用价值高。

技术领域

本发明涉及山地灾害防治工程领域，尤其是涉及泥石流密度检测计算方法。

背景技术

泥石流的密度是泥石流最基本、最重要的物理性质之一，它反映着泥石流的成因类型，决定着泥石流的物理力学性质，是进行泥石流冲击力计算及防护工程设计的重要基础性参数。目前，通常采用以下几种方法对历史上发生的泥石流的密度进行确定：一是采用配置泥石流样本的方法，这种方法受目击者的影响较大，有时甚至找不到目击者；二是根据泥石流的沉积形态来判断泥石流的类型，但这种方法所确定泥石流密度的范围较大，不利于准确使用泥石流的密度参数。三是经验公式法，通过特殊物质组分含量来反算泥石流密度。

泥石流的物质组成在泥石流的流体运动中起着非常重要作用，因此在泥石流密度计算经验公式中，应当考虑泥石流物质组成对密度的影响。表1是几种常用的泥石流密度计算经验公式，虽然均涉及到物质组成，但仍有各自的局限性。它们的局限性主要表现在以下几个方面：

1、仅考虑粘性颗粒含量对泥石流密度的影响，而泥石流的密度受整体颗粒组成的综合影响，该公式并没有体现其他相关因子（如粗颗粒含量）对密度的影响；

2、泥石流组成物质中大于某一粒径的具体颗粒含量在泥石流的沉积、取样、颗分过程中，如若存在稍微流失或不准确就会对计算结果造成很大的偏差；

3、经验公式中的特征粒径d₅₀、P_0.05、P₂等参数的选取具有很强的人为性，难以准确刻画土体的颗分性质。

表1 几种粘性泥石流计算公式一览表

发明内容

本发明目的在于提供一种计算结果精度高，适应实际工程需要的泥石流密度检测计算方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的泥石流密度检测计算方法，在拟修建泥石流拦挡坝下游泥石流沟道内，现场选取保存完整的泥石流堆积体样品，通过现场取样及室内颗分实验，确定所述泥石流堆积体样品的泥石流颗分参数（μ，Dc）；依据公式1计算泥石流的平均密度ρ：

ρ=1.26μ^-0.132+0.049Dc^0.443 公式1；

式中，（μ，Dc）为泥石流的颗分参数，根据室内筛分及粒度试验确认；

μ为泥石流堆积体样品的细颗粒含量，为无量纲数；

Dc为泥石流堆积体样品的特征粒径，单位为mm，代表泥石流堆积体样品的粒径组成范围。

本发明获取所述公式1中各参数的具体步骤如下：