[發明專利]一種土工織物充填砂袋的設計方法

有效

• 申請號: 201710284714.3
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107100174B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李海楓;張國新;康立蕓;楊波;徐秀鳴
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02D17/18
• 分類號: E02D17/18;E02D19/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 滿靖

1.一種土工織物充填砂袋的設計方法，其特征在于，它包括步驟：

1)假定圍堰截面形式為梯形，充填砂袋采用1-1堆積型式形成堰體，給定圍堰高度H_圍、圍堰底寬B_底、圍堰頂寬B_頂和水位高程H_水，以及水上、水下充填砂袋的堆積高度H_水上和H_水下，建立第i層充填砂袋的堆積寬度B_i與袋體橫截面周長L_i之間的關系曲線，確定第i層充填砂袋的袋體橫截面周長L_i，其中，堰體層數i由高到低從1開始計數；

2)基于單個充填砂袋袋體橫截面模型和上下層充填砂袋堆積計算模型，確定堆積形成堰體的各層充填砂袋可承受的切向拉應力T_i；

3)對各層充填砂袋的切向拉應力T_i通過摩擦理論進行修正，確定各層充填砂袋接縫處可承受的拉應力其中，步驟3)具體包括：

根據下式9)示出的上下層充填砂袋間摩擦力公式、下式10)示出的各層充填砂袋袋體橫截面面積公式、下式11)示出的各層充填砂袋頂部所承受的重力公式，以及下式12)示出的各層充填砂袋接縫處拉應力公式，對各層充填砂袋的切向拉應力T_i進行修正而求得各層充填砂袋接縫處可承受的拉應力

F_i＝f·W_i 9)

Ai=Hi2(1ki-(2-ln(2+1)))---10)]]>

Wi=Σj=1i-1γj·Aj---11)]]>

T~i=Ti-k0·Fi---12)]]>

上式中：

F_i為第i層充填砂袋袋體與其上一層充填砂袋袋體間的摩擦力，

f為層間摩擦系數，

W_i為第i層充填砂袋的袋體頂部所承受的重力，

A_i為第i層充填砂袋的袋體橫截面面積，

k_i為第i層充填砂袋的高寬比參數，

堰體層數i、j由高到低從1開始計數，

γ_i為第i層袋體內充填料固結后的重度，

H_i為第i層充填砂袋的堆積高度，

T_i為第i層充填砂袋的袋體所受切向拉應力，

為第i層充填砂袋的袋體接縫處的拉應力，

k₀為摩擦力影響因子；

4)從步驟2)求得的各層充填砂袋承受的切向拉應力T_i中選出最大值作為充填砂袋可承受的最大切向拉應力T_max，以及從步驟3)求得的各層充填砂袋接縫處承受的拉應力于中選出最大值作為充填砂袋接縫處可承受的最大拉應力從而基于給定的安全系數，估算出充填砂袋的袋片抗拉強度T_ult以及袋片間接縫處的縫制強度

5)根據充填砂袋的袋片抗拉強度T_ult確定縫制充填砂袋的袋片規格以及根據充填砂袋的縫制強度制定縫制要求來滿足縫制強度，從而根據袋片規格和縫制要求得到滿足設計要求的土工織物充填砂袋。