[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110557948.7
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113239555B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)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(yè)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(chǎn)權代理有限公司 52114
• 代理人: 宋妍麗

本發(fā)明公開了一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，其過程包括：(1)土層編號及獲取土層計算參數(shù)；(2)根據(jù)臨界水力坡降計算“臨界水頭差”；(3)確定總水頭差并計算各個土層的“計算承擔水頭差”，開始第1次土層滲流破壞模式判別循環(huán)；(4)對比“土層臨界水頭差”和“土層計算承擔水頭差”，分3種情況判別；(5)根據(jù)各個土層不同判別情況開始相應的判別循環(huán)。本發(fā)明提出了“土層計算承擔水頭差”、“臨界水頭差”和“未承擔額外水頭”的概念，用水頭損失的傳遞代替了土力學中滲透力傳遞的概念，并采用循環(huán)分析方法解決了土層被水流沖散情況下的土層破壞判別問題。

技術領域

本發(fā)明涉及一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，屬于土層滲流穩(wěn)定計算技術領域。

背景技術

土層一維滲流模型是工程中常用的簡化滲流分析模型，土力學中對于土層一維滲流模型采用的是達西定律和滲透力的理論進行分析，由于達西定律僅適用于層流問題，所以達西定律和滲透力的理論可以解決沒有土層發(fā)生破壞的復合土層豎向滲流問題，但對于有流土發(fā)生且不受變形約束的土層滲流破壞問題時，上述理論無法分析有土層被水流沖散的情況。

針對上述問題，本發(fā)明提出“土層計算承擔水頭差”、“臨界水頭差”和“未承擔額外水頭”的概念，用水頭損失的傳遞代替了土力學中滲透力傳遞的概念，且對發(fā)生土層被水流沖散不復存在的土層滲流破壞模型提出了循環(huán)分析方法來加以判定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，該復合土層豎向滲流破壞模式判別方法解決了現(xiàn)有理論無法分析有土層被水流沖散的情況。

本發(fā)明通過以下技術方案得以實現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種復合土層豎向滲流破壞模式判別方法，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(jù)試驗確定各個土層的土顆粒比重G_si、滲透系數(shù)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(huán)，根據(jù)水流連續(xù)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可以按照以下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(wěn)定狀態(tài)，此時土層實際承擔水頭差Δh_1i＝Δh_1ti。