[發明專利]窗口壩調控粘性泥石流顆粒粒徑評價方法

有效

• 申請號: 201910305110.1
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110083898B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 柳金峰;周文兵;游勇;焦亮;張文濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/25;G06F30/28
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆;肖國華

1.一種窗口壩調控粘性泥石流顆粒粒徑評價方法，其特征在于，包括

步驟1，獲取泥石流原始物料中以及經窗口壩調控后泥石流的顆粒級配曲線，并分別確定原始物料及調控后泥石流的特征粒徑d_max、d₁₆、d₅₀、d₈₄，泥石流容重γ_c，窗口壩開口寬度b、窗口壩開口高度h、窗口壩開口率λ；

步驟2，根據粒度分析方法對泥石流顆粒級配曲線進行分析，并將其轉化成φ制條件下的泥石流顆粒級配曲線，分別讀取原始物料及調控后泥石流的特征粒徑φ₁₆、φ₅₀、φ₈₄，采用以下公式進行泥石流特征值φ值的轉化計算：

φ＝-log₂D 式1

其中，D為泥石流固體顆粒的直徑，φ₁₆、φ₅₀、φ₈₄分別表示質量累計含量為16％、50％、84％時的粒度；

步驟3，根據下式計算泥石流綜合平均粒徑比：

R＝-1.966+0.256b/d_max+0.177h/b+1.012λ+2.751C_v 式2

式中：R為泥石流綜合平均粒徑比，b/d_max為窗口壩的相對開口寬度，h/b為窗口壩開口高寬比，λ為開口率，C_v為泥石流體積濃度；

步驟4，根據步驟3計算出的泥石流綜合平均粒徑比評價窗口壩是否對粘性泥石流起到調節作用。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中的泥石流綜合平均粒徑比的計算公式通過下式方式確定：

步驟31，采用下式分別計算原始物料及調控后泥石流的泥石流平均粒徑：

其中，M_Z為φ制下的平均粒徑；

步驟32，采用下式分別對原始物料及調控后泥石流的泥石流綜合平均粒徑進行轉化計算：

其中，L為毫米粒徑下的平均粒徑，定義為綜合平均粒徑，單位mm；

步驟33，采用下式進行泥石流綜合平均粒徑比的計算：

其中，R為綜合平均粒徑比，L_d為換算后的調控后窗口壩下游泥石流綜合平均粒徑，L_o為換算后的泥石流原始物料的綜合平均粒徑；

步驟34，根據步驟33中得到的R，采用多元線性函數、多元對數函數、多元指數函數對影響泥石流顆粒粒徑調節的各因素進行回歸分析，通過比較公式的可決系數及與原始數據的相關程度，從所述多元線性函數、多元對數函數、多元指數函數中選取R的最優函數表達式，得到各因素參數的最優值，從而得到泥石流綜合平均粒徑比的計算公式。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：當泥石流綜合平均粒徑比大于或者等于1時，則表明窗口壩對粘性泥石流沒有起到調節作用；當泥石流綜合平均粒徑比小于1時，說明窗口壩對粘性泥石流有調節作用，且比值越小，調節作用越明顯。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，C_v依據現場調查和/或室內測試和/或行業規范確定，可根據泥石流容重γ_c確定。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，C_v通過下式確定：

其中，γ_c為泥石流容重，單位t/m³，野外調查結合相關規范確定；γ_w為泥石流中水的容重，單位t/m³，取值1.0；γ_s為泥石流中土體的實體容重，單位t/m³，野外調查結合相關規范確定。