本發(fā)明屬于泥石流，具體涉及一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法。

背景技術(shù)：

1、泥石流是指由于降水在溝谷或山坡上產(chǎn)生的挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流，是影響山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和威脅人民生命財產(chǎn)安全的重大自然災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅到國民經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。

2、流速是泥石流動力學(xué)研究、沖擊力估算和風(fēng)險評估的重要參數(shù)之一，目前的泥石流平均流速計算方法沒有考慮到泥石流的主導(dǎo)應(yīng)力類型，因此計算出來的平均流速準(zhǔn)確度仍待改進(jìn)。

3、鑒于此，設(shè)計一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提出的問題。本發(fā)明提供了一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，具有能夠提高計算出的泥石流平均流速的準(zhǔn)確度的特點。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，包括以下步驟：

3、s1：搜集泥石流觀測數(shù)據(jù)，其中，泥石流觀測數(shù)據(jù)包括流深、流速、拜格諾數(shù)、薩維奇數(shù)和摩擦數(shù)；

4、s2：基于流深和流速反算曼寧阻力系數(shù)，表征泥石流運動過程中受到的外部阻力；

5、s3：基于泥石流的拜格諾數(shù)、薩維奇數(shù)和摩擦數(shù)判斷泥石流的主導(dǎo)應(yīng)力類型，表征泥石流運動過程中受到的內(nèi)部阻力，其中，主導(dǎo)應(yīng)力類型包括粘性剪切應(yīng)力、顆粒碰撞應(yīng)力、摩擦應(yīng)力和慣性應(yīng)力；

6、s4：確定曼寧阻力系數(shù)和拜格諾數(shù)、薩維奇數(shù)及摩擦數(shù)間的相關(guān)性；

7、s5：基于曼寧阻力系數(shù)和拜格諾數(shù)、薩維奇數(shù)及摩擦數(shù)間的相關(guān)性確定泥石流運動過程中主導(dǎo)應(yīng)力對阻力的影響；

8、s6：基于曼寧阻力系數(shù)與摩擦數(shù)間的相關(guān)性確定泥石流運動過程中的阻力規(guī)律；

9、s7：基于泥石流運動過程中的阻力規(guī)律改進(jìn)現(xiàn)有泥石流平均流速計算公式，得到改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式；

10、s8：基于改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式計算出基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s7中，改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式為：

12、

13、式中：d50和d10分別為顆粒含量占總顆粒質(zhì)量的百分比；ρs為固體顆粒密度，單位為kg/m3；ρf為混合物密度，單位為kg/m3；g為重力加速度，單位為m/s2；為內(nèi)摩擦角，單位為°；h為泥深，單位為m；s為斜率。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、本發(fā)明利用搜集的泥石流觀測數(shù)據(jù)反算曼寧阻力系數(shù)，表征泥石流運動過程中受到的外部阻力，利用相關(guān)無量綱參數(shù)分析主導(dǎo)應(yīng)力類型，同時分析曼寧阻力系數(shù)與無量綱參數(shù)間的相關(guān)性，以此分析泥石流運動過程中主導(dǎo)應(yīng)力對阻力的影響，以深入認(rèn)識泥石流運動的阻力規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對泥石流平均流速計算公式進(jìn)行改進(jìn)，得到改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式，后可基于該公式計算泥石流的平均流速，該計算方法由于綜合考慮的泥石流的主導(dǎo)應(yīng)力，較現(xiàn)有技術(shù)而言，能夠提高計算出的泥石流平均流速的準(zhǔn)確度。

技術(shù)特征：

1.一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，其特征在于：所述步驟s7中，改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速計算方法，屬于泥石流技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1：搜集泥石流觀測數(shù)據(jù)；S2：反算曼寧阻力系數(shù)；S3：判斷泥石流的主導(dǎo)應(yīng)力類型；S4：確定曼寧阻力系數(shù)和拜格諾數(shù)、薩維奇數(shù)及摩擦數(shù)間的相關(guān)性；S5：確定泥石流運動過程中主導(dǎo)應(yīng)力對阻力的影響；S6：確定泥石流運動過程中的阻力規(guī)律；S7：改進(jìn)現(xiàn)有泥石流平均流速計算公式，得到改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式；S8：基于改進(jìn)型泥石流平均流速計算公式計算出基于主導(dǎo)應(yīng)力的泥石流平均流速；本發(fā)明能夠提高計算出的泥石流平均流速的準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：馬超,苗綠,呂立群
受保護的技術(shù)使用者：北京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10