【技术实现步骤摘要】
一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法及系统
本申请涉及水环境修复
，特别是涉及一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法及系统。
技术介绍
铺盖技术是一种底泥的原位物理修复方法，通过在底泥上放置覆盖物，使底泥与水体隔离，防止底泥污染物向水体迁移。现有底泥原位铺盖技术普遍关心铺盖材料的性能，对于底泥铺盖的稳定分析方法未有涉及，然而底泥铺盖的稳定分析也是一个在设计中不可忽视的问题。若为达到底泥修复目的，盲目的采用过厚的铺盖层，造成底泥铺盖系统失稳，将产生较大安全隐患。因此，本专利技术提出了一种底泥铺盖临界失稳厚度的快速计算方法，通过编程计算，输入底泥参数与底泥铺盖材料相关参数，可在几秒之内快速计算出底泥铺盖临界失稳厚度，为底泥铺盖的设计提供依据。
技术实现思路
基于此，提供一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，精确计算铺盖底泥的失稳厚度。一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，包括如下步骤：建立铺盖临界失稳厚度计算模型；利用气体溶解度算法求解所述铺盖临界失稳厚度计...
【技术保护点】
1.一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n建立铺盖临界失稳厚度计算模型；/n利用气体溶解度算法求解所述铺盖临界失稳厚度计算模型，得到铺盖临界失稳厚度。/n
【技术特征摘要】
1.一种覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
建立铺盖临界失稳厚度计算模型；
利用气体溶解度算法求解所述铺盖临界失稳厚度计算模型，得到铺盖临界失稳厚度。
2.根据权利要求1所述的覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，铺盖的失稳破坏截面为对数螺旋线，底泥的失稳破坏截面为圆弧线，滑动体重力所做的功等于失稳破坏面上内能的耗散率，所述铺盖临界失稳厚度计算模型的公式如下：
式中：Hcr为铺盖的临界失稳厚度；
Cu0为底泥表面的抗剪强度；
γ1为铺盖的饱和重度；
为铺盖的内摩擦角；
θ0为对数螺旋线的起始角；
θh为圆弧线的起始角；
β′为圆弧线终点与铺盖坡顶点连线与水平面的夹角；
β为铺盖坡脚；
H为铺盖厚度；
L为铺盖坡顶点与对数螺旋线起点的距离；
r0为对数螺旋线和圆弧线的公共圆心到对数螺旋线起点的距离；
f1,f3,f4,f5分别为计算滑动体重力所做功的函数；
q1,q2分别为计算失稳破坏面上内能耗散率的函数。
3.根据权利要求2所述的覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，分别为角度θ0,θh,β′的函数，表达式如下：
式中：
H为铺盖厚度；
L为铺盖坡顶点与对数螺旋线起点的距离；
r0为对数螺旋线和圆弧线的公共圆心到对数螺旋线起点的距离；
Fs表示铺盖的稳定系数；
为铺盖的内摩擦角；
θ0为对数螺旋线的起始角；
θh为圆弧线的起始角；
β′为圆弧线终点与铺盖坡顶点的连线与水平面的夹角。
4.根据权利要求3所述的覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，f1、f3、f4、f5的表达式分别如下：
式中：为铺盖的内摩擦角；
Fs表示铺盖的稳定系数；
θh为圆弧线的起始角；
θ0为对数螺旋线的起始角；
L为铺盖坡顶点与对数螺旋线起点的距离；
r0为对数螺旋线和圆弧线的公共圆心到对数螺旋线起点的距离；
H为铺盖厚度；
β′为圆弧线终点与铺盖坡顶点的连线与水平面的夹角；
β为铺盖坡脚。
5.根据权利要求4所述的覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，q1、q2的公式分别如下：
式中：c1为铺盖的粘聚力；
Cu0为底泥表面的抗剪强度；
ρ为底泥的抗剪强度随深度增大的速率；
为铺盖的内摩擦角；
Fs表示铺盖的稳定系数；
θh为圆弧线的起始角；
θ0为对数螺旋线的起始角；
r0为对数螺旋线和圆弧线的公共圆心到对数螺旋线起点的距离；
H为铺盖厚度。
6.根据权利要求5所述的覆盖底泥的铺盖临界失稳厚度的计算方法，其特征在于，利用气体溶解度算法求解所述铺盖临界失稳厚度计算模型，包括：
步骤1，利用下式对气体位置进行初始化：
Xi(t+1)＝Xmin+r·(Xmax-Xmin)
式中：Xi为第i种气体的位置，铺盖厚度模型中每组θ0,θh,β′对应一个气体位置Xi；
t为当前迭代次数；
r为0～1之间的随机数；
Xmax,Xmin分别为气体的上限和...
【专利技术属性】
技术研发人员：胥松奇，李斗，刘慧平，
申请(专利权)人：中交三航重庆生态修复研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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