[發明專利]一種粘性泥石流最大淤積厚度計算方法

有效

• 申請號: 201910515719.1
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110232165B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 余斌;劉雙;劉清華
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙凱

本發明公開了一種粘性泥石流最大淤積厚度計算方法，屬于泥石流防治工程技術領域，其特征在于，包括以下步驟：a、計算出該次泥石流屈服應力τ，b、分析該次泥石流的顆粒組成，計算等效粘土礦物百分含量P；c、計算得到泥石流體積濃度C₀值；d、計算得到不同頻率下或相鄰流域的泥石流屈服應力τ。計算得到不同頻率下或相鄰流域的泥石流最大淤積厚度H。本發明針對現有計算方法中未考慮中間顆粒的泥石流屈服應力以及由此計算的泥石流最大淤積厚度的問題，研究了細顆粒的粘土礦物、粗顆粒及中間顆粒的影響，能夠準確計算出屈服應力，最大淤積厚度，從而為泥石流防治工程設計提供準確依據。

技術領域

本發明涉及到泥石流防治工程技術領域，尤其涉及一種粘性泥石流最大淤積厚度計算方法。

背景技術

位于高山河谷區的城鎮和村莊等居民點大多都修建在泥石流或山洪堆積扇上，山區公路和鐵路大都經過泥石流堆積扇。泥石流經過泥石流流通區，流出山口進入堆積區時，由于坡度變緩、溝道展寬，泥石流運動速度逐漸減慢并在堆積區形成淤積，造成破壞。如在汶川大地震后，2008年9月24日北川老縣城附近的西山坡溝暴發大規模泥石流，泥石流進入北川老縣城后堆積，最大厚度達12m；2010年8月13日，四川綿竹市清平鄉文家溝暴發特大泥石流災害，泥石流在綿遠河道內最大淤積厚度超過15m，農田被毀300余畝。可見，淤埋是泥石流致災的主要形式之一，泥石流淤積厚度是泥石流的最重要參數之一，也是泥石流災害評估和防治的最重要的參數之一。

泥石流的淤積厚度由泥石流性質、淤積地坡度決定。特定的泥石流在特定坡度下有一個確定的最大淤積厚度。除了淤積地的特定因素外，決定泥石流的最大淤積厚度的關鍵因素就是泥石流性質：泥石流容重和泥石流的屈服應力。目前國內外對泥石流的屈服應力的計算研究，主要有2種方法：1)以細顆粒為主的研究，考慮了不同的粘土礦物特性，給出了泥石流的計算式，但這種方法還沒有考慮粗顆粒的作用，對于含有粗顆粒的泥石流屈服應力計算存在誤差，且有一個待定系數；2)考慮了粗顆粒的作用，但沒有考慮細顆粒的粘土礦物的作用，且待定系數有3個；3)考慮了細顆粒與粗顆粒的作用，但是介于粗顆粒與細顆粒之間的中間顆粒的作用沒有考慮，中間顆粒的粒徑在0.005mm-0.20mm之間。

泥石流的屈服應力由泥石流本身的性質決定，泥石流體中的泥沙體積濃度、粘土礦物成分及含量、粗顆粒的大小、級配分布等都會影響泥石流的屈服應力大小。而泥石流體中的等效粘土礦物百分含量P與泥石流體重所含的蒙脫土、伊利土、高嶺土、綠泥土、班托土等粘土礦物分別含量有關，自然界中絕大多數是含有2種或更多的粘土礦物成分，也與這些粘土礦物的產地、風化程度、地質背景等有關。但現有技術還不能確定各種粘土礦物的準確含量，更不能區分不同地區相同種類的粘土礦物的差別，因此無法確定泥石流體中的等效粘土礦物百分含量P。因此也就無法較為準確地計算不同頻率下的泥石流的屈服應力，進而計算泥石流的最大淤積厚度。

公開號為CN?104809345A，公開日為2015年07月29日的中國專利文獻公開了一種泥石流屈服應力和最大淤積厚度的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：根據已有的泥石流調查確定泥石流體中的等效粘土礦物百分含量P，設定該流域的泥石流等效粘土礦物百分含量P不變；根據該次泥石流在不同頻率下的泥石流容重值，或相鄰流域的泥石流容重值，計算得到泥石流體積濃度C₀值；再根據顆粒級配的Cc值，dv值，由前面計算的等效粘土礦物百分含量P，計算得到不同頻率下或相鄰流域的泥石流屈服應力τ和最大淤積厚度H。

該專利文獻公開的泥石流屈服應力和最大淤積厚度的計算方法，考慮了粗顆粒的影響，但未考慮到介于粗顆粒與細顆粒之間的中間顆粒在泥石流屈服應力中的作用，計算出來的屈服應力偏小，最大淤積厚度也偏小，不能為泥石流防治工程設計提供準確依據。

發明內容