[發明專利]一種測定河道草皮護坡抗沖性能的方法

無效

• 申請號: 200610040378.X
• 申請日: 2006-05-19
• 公開（公告）號: CN101074899A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 張瑋;鐘春欣;應翰海;龔靜怡
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;E02B1/02;E02B3/12
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明屬于生態護岸領域，具體的說是一種測定河道草皮護坡抗沖性能的方法。

背景技術

在岸坡防護工程中，草皮廣泛地用于正常水位以上區域的岸坡保護。植草的主要作用是阻擾水流保護岸坡，以草根加固和約制土體。用土工織物或混凝土塊加固，可以提高天然草皮的抗沖性能，稱之為加筋草皮。采用土工合成材料中的三維植被網墊加固邊坡和堤壩是近年來出現的一種岸坡防護新技術，具有固土性能優良、網絡加筋作用突出、消能作用明顯及保溫功能良好的特點，可以應用于路堤邊坡防護、河渠護岸工程以及海堤防護工程。國外自上世紀90年代末開始將三維植被網加筋草皮技術應用于河道迎水面護坡，目前在國內其應用需求也呈不斷增長趨勢。在一定強度的河道徑流沖刷作用下，草皮護坡可能發生沖蝕破壞，而目前有關草皮護坡的破壞方式、抗沖性能、極限水流條件等方面的研究工作尚待深入。

在水利工程中常常通過試驗手段解決工程實際問題，其中模型試驗因其具有試驗條件可控制性強、試驗費用低廉等優點而成為主要的研究手段。在有關植被和流體運動的水力模型試驗中，通常將原體水流按照一定的相似準則縮放為模型水流，同時植被原體也使用聚乙烯、聚丙烯絲等人工材料植被模型替代，則植被與水流相互作用下模型試驗中涉及的相似律問題極其復雜，由此得到的模型試驗成果在向原體水流推廣時，其工程價值和學術價值也往往帶有較大的局限性。

發明內容

本發明的目的就是針對現有的河道草皮護坡抗沖性能測定方法存在的不足，提出一種可以成功模擬河道徑流對草皮護坡進行沖刷，測定結果可以較好的得到推廣的測定河道草皮護坡抗沖性能的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種測定河道草皮護坡抗沖性能的方法，利用草皮護坡抗沖性能的測定裝置進行測定，包括步驟：植被模型制備、測定裝置安裝及調試、植被模型沖刷，在植被模型沖刷步驟中，對植被模型進行沖刷時采用的沖刷水流為有壓大流速水流，保持有壓大流速水流穩定，對植被模型進行沖刷，在植被模型沖刷步驟中得出草皮護坡破壞時的切應力值，并用摩阻流速U_＊

U*=τ0ρ]]>

來描述實際河道中草皮護坡破壞時的水流條件，從而實現由植被模型測定成果向實際河道水流的推廣，式中：τ₀——床面切應力，ρ——水的密度。

本發明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現：

前述的測定河道草皮護坡抗沖性能的方法，其中所述植被模型為人工培育的天然草本植被模型或加筋草本植被模型.

前述的測定河道草皮護坡抗沖性能的方法，其中所述有壓大流速水流的流速大于每秒1.0米小于或等于每秒10米。

前述的測定河道草皮護坡抗沖性能的方法，其中有壓大流速水流與作用于護坡上的原體水流具有近似相同的流速大小和方向。

前述的測定河道草皮護坡抗沖性能的方法，在植被模型制備步驟中，選用的植被為8組天然草皮與8組三維植被網加筋草皮，植被種植土壤為水稻土；植被模型沖刷步驟中，有壓大流速水流的設計流速選用三級：4.0米/秒、4.5米/秒、5.0米/秒，沖刷歷時分別為：6小時、12小時、24小時、48小時，在對植被模型沖刷時，先以0.5米/秒的增幅將有壓大流速水流的流速以1.0米/秒逐級加到設計流速，測量各級流速下的植被區水頭損失，以此得出各級流速下的床面切應力值，待達到設計流速后，開始沖刷歷時計時，以0.5小時為時間間隔測量水頭損失，得出各時刻的床面切應力值，當植被模型發生破壞時，記錄植被區水頭損失，由此得出植被模型破壞時的床面切應力值和摩阻流速，并用以直接描述實際河道中草皮護坡破壞時的水流條件。