[發明專利]一種土石壩漫頂潰壩現場試驗方法

有效

• 申請號: 201310091693.5
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103147422A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 李云;宣國祥;王曉剛;劉火箭;祝龍
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

技術領域

本發明涉及一種潰壩試驗方法，具體涉及一種土石壩漫頂潰壩現場試驗方法。

背景技術

水庫大壩在給人類帶來巨大經濟和社會效益的同時也存在著潰決的風險，特別是受全球性氣候變化影響，我國極端天氣事件明顯增多，洪水災害的突發性、反常性、不可預見性日顯突出，對水庫大壩安全提出了巨大挑戰。鑒于潰壩帶來的嚴重后果，人們越來越重視對壩體潰決機理的研究，在對現有的壩體潰決機理研究中，試驗是一種非常重要的手段。根據潰壩試驗模型大小主要分為室內和現場兩種，盡管現場試驗與室內試驗相比存在試驗成本高，試驗過程控制難等特點，但是現場潰壩試驗不用考慮模型縮尺的影響，能完整再現土石壩潰決過程，準確模擬潰壩水力特性，因此有必要開展足夠多的現場試驗。

目前，國內外針對潰壩開展了眾多的現場試驗，國外對于引沖槽的研究較少，主要是因為：國外的筑壩材料以沙顆粒為主，在較小的水流條件下便能實現潰壩過程；另一方面，國外開展試驗普遍存在壩體較小的特點，采用機械構建引沖槽方便快捷，因此對于引沖槽的構建技術要求不高。而國內的筑壩材料以粘性土為主，壩體體型較大。發明人曾多次開展現場潰決試驗，試驗前，曾嘗試采用竇國仁、張瑞瑾等人的泥沙輸移公式計算筑壩材料的起動切應力及流速，以設計引沖槽，事實證明，當前粘性土泥沙輸移機理尚不成熟，計算結果存在較大偏差，導致多次現場試驗未能成功，損失巨大。

而且，在國內外進行土石壩漫頂試驗時，基本采取的方法是：在試驗開展地點的壩基處堆筑試驗用壩，再在壩體頂部開挖一條引沖槽，然后通過對壩體上游不斷蓄水，使水通過引沖槽漫過壩體并對下游側的壩體坡面形成沖刷最終發生潰壩。但是對上游蓄水是一個周期較長的工作，不僅不利于對實驗進度的掌握，還容易導致大壩提前潰壩，從而危害到下游人民群眾的生命財產安全。

因此，針對模擬國內的粘性土均質壩漫頂潰壩試驗的特點，提出一種能在試驗開始后才形成漫頂并且在水流的沖刷下能順利形成潰壩的試驗方法成為亟須解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種適用國內粘性土質的土石壩漫頂潰壩現場試驗方法。

本發明為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種土石壩漫頂潰壩現場試驗方法，其特征在于具有以下步驟：

a、用土石物料堆筑試驗壩體，并確定試驗壩體的高度H、試驗壩體的下游坡度1：n；

b、通過現有的泥沙起動摩阻流速試驗測定所述試驗壩體的筑壩材料的起動摩阻流速u_*，并通過下面的無量綱公式計算出可使壩體潰壩的最小漫頂水深h；

當所述試驗壩體的坡度為1：2時，所述用于計算壩體潰壩漫頂水深h的無量綱公式為u2g=0.057h-0.052hexp(-115.29hH-0.18);]]>

當所述坡度為1：2.5時，所述用于計算壩體潰壩漫頂水深h的無量綱公式為u2g=0.049h-0.044hexp(-1.1315.29hH-0.18);]]>