[發明專利]泥石流密度檢測計算方法

在審

• 申請號: 202110381636.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113065103A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王保亮;王宏飛;王泉偉;姚振國;李泳;劉道川
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華;韓鵬程

本發明公開了一種泥石流密度檢測計算方法，在擬修建泥石流攔擋壩下游泥石流溝道內，現場選取保存完整的泥石流堆積體樣品，通過現場取樣及室內顆分實驗，確定所述泥石流堆積體樣品的泥石流顆分參數（μ，Dc）；依據公式計算泥石流的平均密度ρ=1.26μ^?0.132+0.049Dc^0.443。本發明方法充分考慮了泥石流顆粒組成對其密度的影響，將泥石流顆分參數(μ,Dc)作為變量引入泥石流密度計算中。相比于現有技術采用目擊者描述及經驗方法的泥石流密度測算方法，本發明方法強調了顆粒組成在決定泥石流密度方面的重要意義，同時可以摒棄人為主觀因素對經驗參數選取所造成影響，具有更科學的計算原理與較高的精度。同時，本發明方法計算簡便，工程實用價值高。

技術領域

本發明涉及山地災害防治工程領域，尤其是涉及泥石流密度檢測計算方法。

背景技術

泥石流的密度是泥石流最基本、最重要的物理性質之一，它反映著泥石流的成因類型，決定著泥石流的物理力學性質，是進行泥石流沖擊力計算及防護工程設計的重要基礎性參數。目前，通常采用以下幾種方法對歷史上發生的泥石流的密度進行確定：一是采用配置泥石流樣本的方法，這種方法受目擊者的影響較大，有時甚至找不到目擊者；二是根據泥石流的沉積形態來判斷泥石流的類型，但這種方法所確定泥石流密度的范圍較大，不利于準確使用泥石流的密度參數。三是經驗公式法，通過特殊物質組分含量來反算泥石流密度。

泥石流的物質組成在泥石流的流體運動中起著非常重要作用，因此在泥石流密度計算經驗公式中，應當考慮泥石流物質組成對密度的影響。表1是幾種常用的泥石流密度計算經驗公式，雖然均涉及到物質組成，但仍有各自的局限性。它們的局限性主要表現在以下幾個方面：

1、僅考慮粘性顆粒含量對泥石流密度的影響，而泥石流的密度受整體顆粒組成的綜合影響，該公式并沒有體現其他相關因子（如粗顆粒含量）對密度的影響；

2、泥石流組成物質中大于某一粒徑的具體顆粒含量在泥石流的沉積、取樣、顆分過程中，如若存在稍微流失或不準確就會對計算結果造成很大的偏差；

3、經驗公式中的特征粒徑d₅₀、P_0.05、P₂等參數的選取具有很強的人為性，難以準確刻畫土體的顆分性質。

表1 幾種粘性泥石流計算公式一覽表

發明內容

本發明目的在于提供一種計算結果精度高，適應實際工程需要的泥石流密度檢測計算方法。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述的泥石流密度檢測計算方法，在擬修建泥石流攔擋壩下游泥石流溝道內，現場選取保存完整的泥石流堆積體樣品，通過現場取樣及室內顆分實驗，確定所述泥石流堆積體樣品的泥石流顆分參數（μ，Dc）；依據公式1計算泥石流的平均密度ρ：

ρ=1.26μ^-0.132+0.049Dc^0.443 公式1；

式中，（μ，Dc）為泥石流的顆分參數，根據室內篩分及粒度試驗確認；

μ為泥石流堆積體樣品的細顆粒含量，為無量綱數；

Dc為泥石流堆積體樣品的特征粒徑，單位為mm，代表泥石流堆積體樣品的粒徑組成范圍。

本發明獲取所述公式1中各參數的具體步驟如下：