本发明专利技术公开了一种泥石流过流结构磨蚀计算方法及系统、介质，所述计算方法重点探讨了泥石流对过流结构磨蚀强度的影响因素、影响规律和计算模型，通过量纲分析，建立质量磨蚀系数的量纲表达式，并基于量纲表达式建立整段排导槽在某一设计工况下的总磨蚀量预测公式，以及排导槽中某一断面处在整阵泥石流中的磨蚀质量和磨蚀厚度。基于计算出的泥石流过流结构磨蚀系数和磨蚀量，以进一步促进泥石流排导槽磨蚀损坏的机理研究及抗磨蚀结构的研发应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灾害防治，具体的说，涉及一种泥石流过流结构磨蚀计算方法及系统、介质。
技术介绍
1、泥石流排导槽是一种通过人工修筑具有规则平面形状和横断面的槽形工程结构、多布置于泥石流堆积区和流通区的敞口过流通道，是泥石流防治工程中应用最广泛、功能最重要、减灾效果最突出的两种措施之一。在泥石流治理中，也可与其他措施搭配使用，特别是在排泄条件有利的地段使用时，可有效进行泥石流治理。
2、磨蚀损坏是泥石流排导槽失效的重要诱因之一。排导槽在长期服役状态下，往往导致结构出现严重的损坏（裂纹扩展、脆性断裂、面层剥落、切削沟槽与冲磨坑洞等），即使其主体结构尚具备一定的功能，但其维修和加固成本昂贵，从而大大制约了排导槽的使用年限。研究表明，泥石流对排导槽的磨蚀破坏可使其有效使用寿命缩短35%~ 50%。因此，有必要对排导槽受泥石流冲刷而产生磨蚀的破坏机制进行实验研究，通过实验数据分析和理论推导建立其磨蚀系数和磨蚀量的计算方法，以期促进泥石流排导槽磨蚀损坏的机理研究及抗磨蚀结构的研发应用。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种泥石流过流结构磨蚀计算方法及系统、介质，通过探讨泥石流对过流结构磨蚀强度的影响因素、影响规律和计算模型，计算出泥石流过流结构磨蚀系数和磨蚀量，以进一步促进泥石流排导槽磨蚀损坏的机理研究及抗磨蚀结构的研发应用。
2、本专利技术的具体技术方案如下：
3、根据本专利技术的第一技术方案，提供了一种泥石流过流结构磨蚀计算方法，包括以下步骤：
<
p>4、定义质量磨蚀系数
f
m为过流结构磨蚀面上单位面积的结构材料在单位时间内的磨蚀质量损失，用以表征泥石流过流结构的磨蚀强度；
5、通过量纲分析，根据如下公式（1）建立质量磨蚀系数的量纲表达式：
6、 公式（1）
7、其中，
ρ
c为泥石流体密度，
v
c为泥石流流速，均采用国际单位制；
λ为质量磨蚀系数影响因子，无量纲；
8、根据物理模型实验数据进行拟合分析，得到如下公式（2）计算质量磨蚀系数影响因子
λ：
9、 公式（2）
10、其中，
d
c为泥石流中的颗粒标度分布特征粒径，
h为泥石流泥位高度，
l为整段排导槽长度，
g为重力加速度，均采用国际单位制；
11、基于所述公式（1）和所述公式（2），通过如下公式（3）建立整段排导槽在某一设计工况下的总磨蚀量预测公式为：
12、 公式（3）
13、其中，
a
mt为整段排导槽在一阵泥石流过程中的磨蚀总质量，
b为排导槽断面宽度，
χ为排导槽断面湿周，
t为泥石流的有效过流历时，均采用国际单位制；
m为排导槽侧墙坡比，无量纲；
14、根据泥石流的瞬时流速计算公式进行理论推导，获得排导槽中某一断面处在整阵泥石流中的总磨蚀质量和总磨蚀厚度分别如下公式（4）和公式（5）所示：
15、 公式（4）
16、 公式（5）
17、其中，
a
m为指定断面处单位面积上的总磨蚀质量，
a
v为指定断面处单位面积上的总磨蚀厚度，
f
mi为瞬时质量磨蚀系数，
λ’为瞬时磨蚀强度影响因子，无量纲；
ρ
h为排导槽结构的材料密度，
q
i为泥石流瞬时流量，
h
i为泥石流瞬时泥深，
r
i为瞬时水力半径，t为时间，均采用国际单位制。
18、根据本专利技术的第二技术方案，提供了一种泥石流过流结构磨蚀计算系统，包括处理器，所述处理器被配置为：
19、定义质量磨蚀系数
f
m为过流结构磨蚀面上单位面积的结构材料在单位时间内的磨蚀质量损失，用以表征泥石流过流结构的磨蚀强度；
20、通过量纲分析，根据如下公式（1）建立质量磨蚀系数的量纲表达式：
21、 公式（1）
22、其中，
ρ
c为泥石流体密度，
v
c为泥石流流速，均采用国际单位制；
λ为质量磨蚀系数影响因子，无量纲；
23、根据物理模型实验数据进行拟合分析，得到如下公式（2）计算质量磨蚀系数影响因子
λ：
24、 公式（2）
25、其中，基于所述公式（1）和所述公式（2），通过如下公式（3）建立整段排导槽在某一设计工况下的总磨蚀量预测公式为：
26、 公式（3）
27、其中，
a
mt为整段排导槽的磨蚀总质量，
d
c为泥石流中的颗粒标度分布特征粒径，
h为泥石流泥位高度，
l为整段排导槽长度，
b为排导槽断面宽度，
χ为排导槽断面湿周，
g为重力加速度，
t为泥石流的有效过流历时，均采用国际单位制；
m为排导槽侧墙坡比，无量纲；
28、根据泥石流的瞬时流速计算公式进行理论推导，获得排导槽中某一断面处在整阵泥石流中的总磨蚀质量和总磨蚀厚度分别如下公式（4）和公式（5）所示：
29、 本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种泥石流过流结构磨蚀计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种泥石流过流结构磨蚀计算系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器被配置为：
3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1所述的一种泥石流过流结构磨蚀计算方法。
【技术特征摘要】
1.一种泥石流过流结构磨蚀计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种泥石流过流结构磨蚀计算系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器被配置为：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨东旭，游勇，王东坡，孙昊，李元灵，张佳佳，高波，鲁帅，梁滨淇，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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