一種粘性泥石流彎道超高計算方法及應用技術

本發明專利技術公開了一種粘性泥石流彎道超高計算方法，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、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，根據式1計算確定系數c，現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m。本發明專利技術得到的泥石流彎道超高值更準確，能夠為泥石流防御措施提供更好的理論數據參考，對于泥石流減災具有更高的防災適用性，極大的提高了泥石流的防治效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到泥石流防治工程
，尤其涉及一種粘性泥石流彎道超高計算方法及應用。
技術介紹
泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質山體經飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大，而滑坡是經稀釋土質山體小面積的區域，典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下，大量的水體浸透流水山坡或溝床中的固體堆積物質，使其穩定性降低，飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。通常泥石流爆發突然、來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊。因其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。在泥石流運動過程中，由于泥石流速度較快，慣性大，因此在彎道凹處有比水流更加顯著的彎道超高現象。泥石流在彎道處運動時，由于凹岸流速較凸岸大，導致凹岸的泥深較凸岸的深，結果形成一種超高現象。當彎道溝岸有足夠的超高時，泥石流可能會有強烈的沖刷作用或強烈淤埋作用，破壞彎道上的防護建筑物及彎道附近的建筑物。泥石流彎道超高數值是泥石流防治工程和相關道路橋梁工程設計所需要的重要參數，故國內外不少學者對它均有研究，其計算模型也較多。但大多沒有考慮到泥石流流速對泥石流彎道超高的影響，與實際應用數據出入較大，數據參考準確性低，影響泥石流防治工程的防治效果。公開號為CN 104652370A，公開日為2015年05月27日的中國專利文獻公開了一種偏心荷載作用下泥石流攔擋壩設計的優化方法，該方法利用室內試驗和野外調查相結合的方法確定泥石流重度γc，根據泥石流攔擋壩的設防標準計算擬建攔擋壩斷面泥石流洪峰流量Qc和過流斷面A，由彎道形態確定擬建攔擋壩所在區域溝谷的曲率半徑R，根據泥石流在流經彎道處角速度ω相等和設防泥石流峰值流量Qc計算斷面上的流速橫向分布，得到泥石流在流經擬建攔擋壩上的沖擊力σ、彎道超高Δh，根據泥石流運動特征和參數、地基條件、技術性確定攔擋壩設計方案。該專利文獻公開的偏心荷載作用下泥石流攔擋壩設計的優化方法，通過泥石流在流經彎道處角速度ω相等和設防泥石流峰值流量Qc計算斷面上的流速橫向分布，實質是假定近似的采用斷面平均流速來替代縱向流速，與實際并不相符，得到泥石流的彎道超高值不準確，不能有效的為泥石流攔擋壩設計提供重要的數據參考，影響泥石流防治效果。
技術實現思路
本專利技術為了克服上述現有技術的缺陷，提供一種粘性泥石流彎道超高計算方法及應用，本專利技術得到的泥石流彎道超高值更準確，能夠為泥石流防御措施提供更好的理論數據參考，對于泥石流減災具有更高的防災適用性，極大的提高了泥石流的防治效果。本專利技術通過下述技術方案實現：一種粘性泥石流彎道超高計算方法，其特征在于，包括以下步驟：a、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，單位m/s；b、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，單位m；c、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，單位m；d、根據式1計算確定系數c，單位(s/m)1.6；e、現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m；ΔH＝cBV1.6 (式2)。本專利技術，適用于粘性泥石流在不同速度情況下的彎道超高計算。本專利技術，適用于同一粘性泥石流在同一彎道不同速度情況下彎道超高計算。本專利技術，適用于泥石流危險區域劃分。本專利技術，適用于道路橋梁工程建設。本專利技術的原理如下：泥石流的彎道超高常常造成泥石流治理工程失效，或泥石流沖出溝道造成危害。彎道超高的計算對泥石流的危險性評估和泥石流防治工程都非常重要。泥石流運動速度對彎道超高影響很大：泥石流運動速度越大，泥石流動能越大，在彎道處的超高越大。泥石流運動的彎道寬度對彎道超高影響很大：泥石流運動的彎道寬度越大，彎道斷面超高的積累越多，在彎道斷面的超高越大。本專利技術的有益效果主要表現在以下方面：一、本專利技術，通過獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，根據式1計算確定系數c；再通過現場測量獲取泥石流平均流速V，泥石流彎道寬度B，將式1計算確定得到的系數c代入ΔH＝cBV1.6中，就能夠得到將來發生的泥石流彎道超高值ΔH，其中，泥石流彎道超高值ΔH與泥石流平均流速V成1.6次方關系，而不是2次方關系，這避免了理論推導公式的簡化引起的誤差，得到的泥石流彎道超高值ΔH更準確，進而能夠為泥石流防御措施提供更好的理論數據參考，從而有效防止人員傷亡和財產損失，極大的提高了防災適用性。二、本專利技術，適用于粘性泥石流在不同速度情況下的彎道超高計算，在同一粘性泥石流的情況下，可以準確地計算出彎道超高，為泥石流評估和泥石流防治提供可靠的依據。三、本專利技術，適用于同一粘性泥石流在同一彎道不同速度情況下彎道超高計算，得到的泥石流彎道超高值更準確，能夠為泥石流防御措施提供更好的理論數據參考，對于泥石流減災具有更高的防災適用性，極大的提高了泥石流的防治效果。四、本專利技術，適用于泥石流危險區域劃分，通過準確計算泥石流彎道超高值，能夠為泥石流的危險范圍劃分提供重要數據參考，保障泥石流危險劃分的準確性，一方面不擴大泥石流危險范圍，造成土地和防治工程的浪費；另一方面也不低估危險范圍，造成人員傷亡和財產損失。五、本專利技術，適用于道路橋梁工程建設，通過準確計算泥石流彎道超高值，能夠為道路橋梁工程提供重要數據參考，既保障了泥石流防治效果，又能夠在一定程度上節省工程材料，降低工程造價。具體實施方式實施例1一種粘性泥石流彎道超高計算方法，包括以下步驟：a、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，單位m/s；b、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，單位m；c、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，單位m；d、根據式1計算確定系數c，單位(s/m)1.6；e、現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m；ΔH＝cBV1.6 (式2)。通過獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，根據式1計算確定系數c；再通過現場測量獲取泥石流平均流速V，泥石流彎道寬度B，將式1計算確定得到的系數c代入ΔH＝cBV1.6中，就能夠得到將來發生的泥石流彎道超高值ΔH，其中，泥石流彎道超高值ΔH與泥石流平均流速V成1.6次方關系，而不是2次方關系，這避免了理論推導公式的簡化引起的誤差，得到的泥石流彎道超高值ΔH更準確，進而能夠為泥石流防御措施提供更好的理論數據參考，從而有效防止人員傷亡和財產損失，極大的提高了防災適用性。實施例2一種粘性泥石流彎道超高計算方法，包括以下步驟：a、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，單位m/s；b、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，單位m；c、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，單位m；d、根據式1計算確定系數c，單位(s/m)1.6；e、現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種粘性泥石流彎道超高計算方法，其特征在于，包括以下步驟：a、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，單位m/s；b、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，單位m；c、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，單位m；d、根據式1計算確定系數c，單位(s/m)1.6；e、現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m；ΔH＝cBV1.6?????(式2)。

【技術特征摘要】
1.一種粘性泥石流彎道超高計算方法，其特征在于，包括以下步驟：a、獲取泥石流發生地往年的泥石流平均流速V0，單位m/s；b、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道寬度B0，單位m；c、獲取泥石流發生地往年的泥石流彎道超高值ΔH0，單位m；d、根據式1計算確定系數c，單位(s/m)1.6；e、現場測量獲取泥石流平均流速V，單位m/s，泥石流彎道寬度B，單位m；將步驟d中得到的系數c代入式2確定泥石流彎道超高值ΔH，單位m；ΔH＝cBV1.6 (式...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余斌，李龍，
申請(專利權)人：成都理工大學，
類型：發明
國別省市：四川;51