[發(fā)明專利]一種軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711205121.X
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108228961B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常方強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳丹艷

本發(fā)明公開了一種軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度預(yù)測方法，包括如下步驟：(1)獲取臺風(fēng)天氣及海蝕洞數(shù)據(jù)：(2)于實(shí)驗(yàn)室中測試其粘聚力c和內(nèi)摩擦角計(jì)算其抗拉強(qiáng)度σ_t；(3)根據(jù)最小二乘法擬合出弱化后的抗拉強(qiáng)度σ_t與海水浸泡時(shí)間關(guān)系式；(4)計(jì)算海蝕洞洞頂?shù)难蜎]時(shí)間；(5)根據(jù)淹沒時(shí)間，計(jì)算出弱化后的抗拉強(qiáng)度，從而計(jì)算出滑塌厚度l；本方法能夠預(yù)測或模擬波浪作用下軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度，結(jié)果可靠、簡單實(shí)用，對于了解海蝕洞的發(fā)育過程具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海岸帶地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域，具體涉及一種軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度預(yù)測方法。

背景技術(shù)

海蝕洞是巖質(zhì)海崖的軟弱部位被波浪侵蝕后形成的洞穴，與陸地洞穴的形成機(jī)理不同，海蝕洞是波浪機(jī)械侵蝕導(dǎo)致的。根據(jù)海崖軟弱特征，海蝕洞劃分為三種，即節(jié)理裂隙型海蝕洞、軟弱夾層型海蝕洞和軟弱巖脈型海蝕洞，其中軟弱巖脈型海蝕洞具有獨(dú)特的形成特征，在長期的波浪作用下，其在水平方向上的寬度一般保持穩(wěn)定；而在豎向上的高度和水平方向上的深度，隨著波浪持續(xù)作用逐漸增加。臺風(fēng)天氣下，海崖前方往往出現(xiàn)增水，浪高增加，對海蝕洞侵蝕能力大大加強(qiáng)。洞頂?shù)能浫鯅A層除了波浪緩慢侵蝕外，由于下部處于懸空，當(dāng)強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)，洞頂軟弱夾層發(fā)生整體滑塌，一次性地造成崩解體積迅速擴(kuò)大，對海蝕洞生長發(fā)育過程及形態(tài)造成很大影響。

目前，波浪作用下軟弱巖脈海蝕洞洞頂?shù)幕穸龋袩o可靠方法進(jìn)行預(yù)測。有鑒于此，一種結(jié)果可靠、簡單實(shí)用的預(yù)測方法，對人類明確在波浪作用下軟弱巖脈海蝕洞洞頂?shù)幕穸龋私夂Ｎg洞的發(fā)育過程，進(jìn)而研究海岸帶地質(zhì)災(zāi)害具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度預(yù)測方法，解決了上述背景技術(shù)中尚無可靠、簡便的方法預(yù)測波浪作用下軟弱巖脈海蝕洞洞頂?shù)幕穸鹊膯栴}。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供了一種軟弱巖脈海蝕洞洞頂滑塌厚度預(yù)測方法，包括如下步驟：

(1)獲取臺風(fēng)天氣及海蝕洞數(shù)據(jù)：包括臺風(fēng)天氣下海崖前方的平均增水深度h、平均浪高H和波浪持續(xù)時(shí)間t₀；還包括量測出軟弱巖脈型海蝕洞的洞頂高度h₀、軟弱巖脈寬度a；

(2)取洞頂處軟弱夾層土樣，于實(shí)驗(yàn)室中測試其重度γ、粘聚力c和內(nèi)摩擦角計(jì)算其抗拉強(qiáng)度σ_t，

(3)測試洞頂處軟弱夾層土樣浸入海水不同時(shí)間時(shí)土樣的粘聚力和內(nèi)摩擦角，然后計(jì)算出其抗拉強(qiáng)度，根據(jù)最小二乘法建立土樣浸水強(qiáng)度弱化后的粘聚力、內(nèi)摩擦角與浸水時(shí)間的擬合關(guān)系式，

進(jìn)而結(jié)合式(1)擬合出抗拉強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系式，

σ_t＝f(t) ③

(4)計(jì)算海蝕洞洞頂?shù)难蜎]時(shí)間，

t＝0，h₀＞h+H/2 ④

t＝-t₀z/H+(1/2+h/H)t₀，當(dāng)h-H/2＜h₀≤h+H/2時(shí) ⑤

式中，z為任意一點(diǎn)離海灘面的高度。

(5)根據(jù)式④的淹沒時(shí)間，由式③計(jì)算出弱化后的抗拉強(qiáng)度，然后根據(jù)下式計(jì)算滑塌厚度l，

式中，a為步驟(1)測得的軟弱巖脈寬度，γ為步驟(2)測得的軟弱巖脈重度。

在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述步驟(1)中臺風(fēng)天氣數(shù)據(jù)通過海洋觀測站獲取。