[发明专利]粘性泥石流内部流速、冲击力空间分布测量方法

摘要

本发明针对现有技术无法对泥石流任意断面上任意点的流速与冲击进行测量的缺陷，首先提供一种粘性泥石流内部流速空间分布测量方法。流速测量方法基于粘性泥石流体宾汉模型与冲淤平衡原理，首先设置任意断面Ⅰ‑Ⅰ，通过试算法确定断面上h₀、h(x)、x_a、x_d、x_b、x_c等各值，再依式1计算断面上任意点处的泥石流计算微元面流深h，最后将h带入基于宾汉体粘性泥石流流速分布公式求得该处流速v。利用泥石流任意断面上任意位置处的流速测量方法，进一步得到一种粘性泥石流冲击力空间分布测量方法。本发明方法计算结果精度高，能够应用于粘性泥石流防治工程设计实际。测量方法思路清晰，计算简便，能够改进现有技术以“均布”思想指导的防治工程设计方法。

主权项

1.粘性泥石流内部流速空间分布测量方法，用于测量泥石流任一断面上任一点的泥石流平均流速，其特征在于：依如下步骤实施：步骤S1、前期准备在泥石流沟道上设定任意断面Ⅰ‑Ⅰ，根据地形图测量计算和/或现场调查测量断面Ⅰ‑Ⅰ位置处的泥石流沟道平均纵比降J、断面Ⅰ‑Ⅰ与泥石流运动方向夹角θ，现场取样测量确定泥石流容重γ_c，实验确定泥石流粘滞系数η、泥石流屈服应力τ_B，步骤S2、确定断面Ⅰ‑Ⅰ最大流深h₀选取断面Ⅰ‑Ⅰ内高程最低点作为基准点O，建立平面直角坐标系，采用试算法计算最大流深h₀，并在断面Ⅰ‑Ⅰ内拟合分段函数多项式h(x)，确定泥石流边界横坐标x_a、x_d，确定泥石流流核边界横坐标x_b、x_c；步骤S3、确定断面Ⅰ‑Ⅰ上任意点S(x,y)处流深h在断面Ⅰ‑Ⅰ上取任意点S(x,y)，根据式1计算确定S点处流深hh＝h₀‑h(x) y≥h(x)    式1式中，h—点S(x,y)处流深，单位m，h₀—断面Ⅰ‑Ⅰ最大流深，单位m，步骤S2确定，h(x)—断面Ⅰ‑Ⅰ内拟合分段函数多项式，步骤S2确定；步骤S4、确定任意点S处泥石流瞬时流速v依式2计算计算断面Ⅰ‑Ⅰ上点S(x,y)处泥石流瞬时流速v式中，v—断面Ⅰ‑Ⅰ上点S(x,y)处泥石流瞬时流速，单位m/s，γ_c—泥石流容重，单位kN/m³，步骤S1确定，J—泥石流沟道平均纵比降，步骤S1确定，τ_B—泥石流屈服应力，单位Pa，步骤S1确定，η—泥石流粘滞系数，步骤S1确定。