[發明專利]一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法

有效

• 申請號: 202110557948.7
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113239555B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 沈志平;付君宜;劉慧;劉歡;孫秀東;彭又賢;尹林莉
• 申請（專利權）人: 貴州正業工程技術投資有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 宋妍麗

1.一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一：將n層成層土從下到上依次編號：土層1，土層2，…土層i…，土層n-1，土層n，根據試驗確定各個土層的土顆粒比重G_si、滲透系數k_i、孔隙比e_i、各土層的滲流長度L_i；

步驟二：通過各個土層的臨界水力坡降i_cri計算各個土層的“臨界水頭差Δh_cri”，計算公式如下式所示：

Δh_cri＝i_criL_i

步驟三：確定初始所有土層的總水頭差ΔH₁，開始第1次土層滲流破壞模式判別循環，根據水流連續原理和達西定律，按下式計算各個土層的“計算承擔水頭差Δh_1ti”：

Δh_1t1+Δh_1t2+…+Δh_1ti+…+Δh_1tn＝ΔH₁

步驟四：對比“土層臨界水頭差Δh_cri”和“土層計算承擔水頭差Δh_1ti”，土層實際承擔水頭差Δh_1i按照以下3種情況判別：

(1)當Δh_1ti≤Δh_cri時，則“土層計算承擔水頭差Δh_1ti”未超過“臨界水頭差Δh_cri”，土層i處于穩定狀態，此時土層實際承擔水頭差Δh_1i＝Δh_1ti；

(2)當Δh_1tiΔh_cri，且i≠n時，則“土層計算承擔水頭差Δh_1ti”已經大于“臨界水頭差Δh_cri”，此時土層已處于懸浮狀態，土層實際承擔水頭差Δh_1i＝Δh_cri；此時“土層計算承擔水頭差Δh_1ti”與“臨界水頭差Δh_cri”的差值會傳遞到距離該土層最近的上部處于穩定狀態的土層上，將該差值命名為該土層“未承擔額外水頭差Δh_1ei”，如下式所示：

Δh_1ei＝Δh_1ti-Δh_cri

(3)當Δh_1tnΔh_crn時，則最上部土層n已經處于流土狀態，由于土層n上部沒有其他土層約束其變形，故此種情況土層n已被水流沖散不復存在，實際承擔水頭差Δh_1n＝0；此時該土層“未承擔額外水頭差”Δh_1en＝Δh_1tn，由于土層n已不存在，故土層n-1變為新的土層n，土層總數量減少1層，所有土層需要重復步驟三重新計算各個土層的“計算承擔水頭差Δh_1ti”，直到存在一層最上層土n，滿足其Δh_1tn≤Δh_crn為止；

步驟五：經過步驟三和步驟四第1次循環結束，如果有土層存在“未承擔額外水頭差Δh_1ei”，則開始進行第2次土層滲流破壞模式判別循環，從下到上擁有“未承擔額外水頭差Δh_1ei”的土層i，其Δh_1ei由其上部距離最近的處于穩定狀態的土層j承擔，此時土層j的“計算承擔水頭差Δh_2tj”，計算公式如下：

步驟六：將步驟五中承受下部土層“未承擔額外水頭差Δh_1ei”且處于穩定狀態的土層j的“臨界水頭差Δh_crj”與“計算承擔水頭差Δh_2tj”按照步驟四中的3種情況進行判別，如果仍然有“未承擔額外水頭差”的土層存在則開始第3次循環，直到所有土層的實際承擔水頭差小于等于其“臨界水頭差”，或者所有土層都已被水流沖散不復存在為止。

2.根據權利要求1所述的一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，其特征在于：通過上述多次循環可獲得各個土層所處的狀態，判定土層是否發生滲流破壞。

3.根據權利要求1所述的一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，其特征在于：循環過程不適用于有管涌發生的土層。