[发明专利]一种最小缓冲层厚度的计算方法

摘要

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Ek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。

主权项

1.一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＝Vm/V    式2式中，Vm为土石最小体积，单位m3；V为土石实际体积，单位m3；c、根据土石的特征参数计算土石缓冲层弹性模量M；当土石中值粒径D≥2mm时，为砾石、卵石或粗土石，通过式3计算；M＝17.9D0.33S4.3Cu0.65    式3当土石中值粒径0.02mm≤D＜2mm时，为砂石，通过式34计算；M＝11.3D0.9S4.3Cu0.65    式4当土石中值粒径D＜0.02mm时，为含10％‑50％黏土的砂质黏土，通过式5计算；M＝46.3S3.6    式5其中，M为土石缓冲层弹性模量，单位MPa；D为土石中值粒径，单位mm；S为土石缓冲层密实度；Cu为土石颗粒不均匀系数。d、测算获得冲击物弹性模量M1，单位MPa；通过式6计算综合弹性模量E，单位MPa；E＝MM1/(M1+2M)    式6e、估量冲击物动能Ek和冲击夹角θ，通过式7计算作用在土石缓冲层上的冲击力F；式中，F为冲击力，单位N；Ek为冲击物动能，单位J；θ为冲击夹角，单位°，是指冲击物的运动方向与土石缓冲层的平面夹角；f、根据冲击力F和土石缓冲层弹性模量M，通过式8计算土石缓冲层最小厚度H；H＝CF0.26    式8式中，H为土石缓冲层最小厚度，单位cm；C为系数；当土石缓冲层弹性模量1＜M＜110MPa时，通过式9计算系数C；C＝2.25M‑0.025    式9当土石缓冲层弹性模量M≥110MPa时，系数C＝2。