非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法及其应用。所述计算方法首先根据野外调查或雨洪法确定山洪的流量和流速，现场测量山洪运动的侧向宽度，现场取样确定山洪的密度；然后通过现场测量山洪行进至结构物位置处的下垫面坡度，山洪行进方向与结构物受山洪冲击墙面的切线方向的夹角，结构物与洪水接触的面积，受山洪冲击结构物与遮挡结构物间的距离，结构物在垂直山洪行进方向上的投影宽度及结构物的形状，能够合理确定山洪作用于结构物上的冲击力，为山洪防治工程设计提供依据，适应山洪实际工程设计需要。

Calculation method of mountain torrent impact force under unsteady flow condition and its application

【技术实现步骤摘要】
非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法及其应用
本专利技术涉及一种山洪的冲击力计算领域，特别涉及一种非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法及其应用。
技术介绍
近年来，随着气候变暖，山区极端降雨频发，致使山区人民的生命财产安全受到极大的威胁。山区城镇通常修建于相对平坦的洪积扇上，当极端暴雨发生时，山洪从山谷中行进至洪积扇上，对洪积扇上的建筑物产生了较强的冲击作用。目前，山洪的对建筑物的冲击力往往基于恒定流状态下的水力学理论进行推导，然后对其进行修正为Fd＝AkρU2sinα，其中A为结构物与洪水接触的面积(单位：m2)，k为修正系数(无量纲单位)，ρ为洪水密度(单位：kg/m3)，U为洪水行进流速(单位：m/s)，α为洪水行进方向与结构物切线方向的夹角(单位：°)。基于恒定流状态下推导的山洪冲击力，其修正系数往往基于实验或经验判断，对山洪冲击力的计算带来较大的误差，从而影响山区结构物的设计和建造。因此更为准确地计算山洪冲击力是一个非常重要的研究课题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法及其应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法，其特征在于，包括：/n步骤1，按照野外调查或雨洪法确定山洪的流量Q和流速U，结合现场测量山洪运动的侧向宽度B，计算山洪的水深H：/n

【技术特征摘要】
1.一种非恒定流条件下的山洪冲击力计算方法，其特征在于，包括：
步骤1，按照野外调查或雨洪法确定山洪的流量Q和流速U，结合现场测量山洪运动的侧向宽度B，计算山洪的水深H：



步骤2，现场取样确定山洪的密度ρ，现场测量山洪行进至结构物位置处的下垫面坡度θ，山洪行进方向与结构物受山洪冲击墙面的切线方向的夹角α，结构物与洪水接触的面积A，受山洪冲击结构物与遮挡结构物间的距离L，结构物在垂直山洪行进方向上的投影宽度D，并现场调查结构物形状；
步骤3，通过以下公式确定山洪冲击力Fd：



式中，Fd—山洪冲击力，单位N；
A—结构物与洪水接触的面积，单位：m2，由步骤2确定；
K—结构物形状系数，无量纲单位；
M—结构物遮挡系数，无量纲单位；
ρ—山洪密度，单位：kg/m3；
U—山洪行进流速，单位：m/s；
H—山洪水深，单位：m；
θ—山洪行进至结构物位置处的下垫面坡度，单位：°；
α—山洪行进方向与结构物受山洪冲击墙面的切线方向的夹角，单位：°；
g—重力加速度，取值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金波，胡凯衡，陈剑刚，王喜安，魏丽，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51