[發明專利]一種飽水狀態下溝道堆積體破壞角的預測方法

有效

• 申請號: 201710588540.X
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107330565B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 屈永平
• 申請（專利權）人: 四川建筑職業技術學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;劉凱

本發明公開了一種飽水狀態下溝道堆積體破壞角的預測方法，該方法通過震區泥石流溝的野外調查、測量、取樣以及泥石流溝特征參數提取等手段，確定泥石流溝的堆積物容重γ_S，堆積物厚度h，堆積物飽和內摩擦角θ，堆積物的孔隙度ε，任意堆積物厚度△h，溝床坡度α；將所得到的參數代入計算公式以確定震區泥石流的溝道堆積物在飽水狀態下的破壞角。與現有技術相比，本發明基于嚴密的理論推導，能夠合理準確的反映汶川震區泥石流溝道堆積物在降雨飽水狀態下的破壞角，為震區災后重建中的泥石流防治提供理論依據，計算結果精度高，符合實際工程需要。

技術領域

本發明屬于泥石流防治技術領域，特別涉及一種用于震區泥石流溝道堆積物在一次降雨事件中穩定性預測的飽水狀態下溝道堆積體破壞角的預測方法。

背景技術

“5.12”汶川地震以后，強震區內誘發了大量的地震次生災害，強震區內每年都有不同規模的泥石流事件暴發，而控制泥石流起動機制的內因主要為泥石流物源內摩擦角、破壞角以及內聚力等，控制泥石流起動機制的外因主要為物源飽水液化、孔隙水壓、地下滲流以及地表徑流沖蝕等。為了保證汶川震區經濟的可持續發展，研究震區泥石流溝道堆積物破壞角對泥石流防治尤為重要。

泥石流溝道堆積物破壞角是泥石流溝道堆積物穩定性研究的重要參數，也是泥石流防治設計的主要參數之一。例如，2013年“7.10”特大暴雨期間，羊店1組后山坡面泥石流3條溝道均發生泥石流，泥石流物源以碎石、塊石和砂粒堆積為主。2008年“9·26”洪災和2010年“8·14”洪災期間牛圈溝發生大規模泥石流，其中侵蝕的物源量分別為17.15×10⁴m³和14.87×10⁴m³，牛圈溝泥石流松散固體物源中以碎塊石為主。

泥石流溝道堆積物飽水狀態下的破壞角反映了泥石流的流體堆積物在降雨條件下的穩定性，不同的破壞角反映了泥石流堆積物的物理性質、堆積物內部受力條件、以及與泥石流暴發的降雨條件等，現行的泥石流堆積物的破壞角主要是根據經驗和物理實驗。汶川震區泥石流溝道堆積物主要為松散的巖土體顆粒，黏粒含量極低，堆積體內部孔隙度大，使得泥石流溝道堆積體破壞角的經驗值在震區不適用，使得泥石流溝道堆積物的穩定性評價和泥石流防治設計出現誤差，不能滿足震區泥石流防治的需要。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種飽水狀態下泥石流溝道堆積物破壞角的預測方法，解決強震區泥石流溝道堆積物在飽水狀態下內摩擦角等與堆積物破壞角間的關系，構建基于泥石流溝道堆積物內摩擦角、孔隙度的泥石流溝道堆積物破壞角預測模型，并進行實例運用，為泥石流預警預報和防治提供新方法，適用于泥石流防治實際工程的需要。

本發明技術的技術方案實現方式：一種飽水狀態下溝道堆積體破壞角的預測方法，震區的泥石流溝包括溝道和在溝道上運動的泥石流體，，其特征在于：將震區泥石流的孔隙度應用于泥石流堆積物破壞計算，震區泥石流堆積物破壞預測計算方法如下：

A.通過獲取震區泥石流溝的參數，確定泥石流堆積物堆積厚度h(m)，通過泥石流溝大比例尺測繪得到溝道的溝道坡度α(°)，通過泥石流采樣和測量泥石流堆積物容重γ_S(KN/m³)，泥石流溝道堆積物的孔隙度ε(％)，泥石流溝道堆積物的內摩擦角θ(°)；；

B.通過以下公式確定震區泥石流的溝道堆積物在飽水狀態下的破壞角tanα₀，

tanα₀＝tanθ(γ_S-γ_W)(1-ε)/[γ_S(1-ε)+γ_Wε]