【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及河道治理工程的，具体涉及一种格宾石笼布置定量化设计方法。
技术介绍
1、格宾石笼是一种常用的水下护岸结构，即在格宾钢丝笼内装填一定粒径的块石，覆盖于河床上，起到了对河床的防冲保护作用。与传统散抛石相比，格宾石笼单个石笼重量大，具有更强的抗冲性和整体性，同时由于钢丝笼对块石的束缚，单个块石抗冲性增强，所使用块石的粒径可以适当减小；格宾石笼内块石较小，更易密实，对河床的隔离和保护作用增强，相应的格宾石笼厚度和块石用量都可以降低；格宾石笼内块石为散粒体结构，同样具有一定的适应变形能力。因此，格宾石笼在护岸工程中得到广泛应用。
2、然而，目前格宾石笼的布置往往根据设计人员的工程经验，比如一般护岸布置凭经验布置1～2层0.5～0.8m厚的格宾石笼，这种设计方法主观性较强，缺乏成熟合理的理论分析和定量化设计方法，难以保证工程方案经济性和安全性的平衡。目前现有研究多集中在格宾石笼新型结构、施工方法等方面，缺乏格宾石笼定量化设计方法的研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
的不足，提供一种格宾石笼布置定量化设计方法，该方法可根据护岸工程的设计流速、岸坡坡比和工程总体布置等因素，定量化设计布置格宾石笼结构，保证结构的合理性、安全性和经济性。
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的一种格宾石笼布置定量化设计方法，包括如下步骤：
3、s1：现场获取岸坡坡角θ和水下自然休止角φ，计算格宾石笼内块石运动的综合稳定系数k；
4
5、s3：根据步骤s2所得的块石折算粒径d及块石容重γs，计算格宾石笼内单个块石重量w；
6、s4：根据步骤s2所得的块石折算粒径d，计算格宾石笼的最小厚度dmin；
7、s5：根据工程总体布置及冲刷深度预测，最终确定单层格宾石笼的厚度d和布置层数n。
8、作为优选实施方式地，所述步骤s1中，格宾石笼内块石运动的综合稳定系数k由如下公式计算而得：
9、
10、式中：
11、k—块石运动的综合稳定系数；
12、φ—水下自然休止角；
13、θ—岸坡坡角。
14、作为优选实施方式地，所述步骤s2中，格宾石笼内块石的折算粒径d由如下公式计算而得：
15、
16、式中：
17、d—块石的折算粒径，单位m；
18、v—近岸设计流速，单位m/s；
19、g—重力加速度，单位m/s2；
20、k—块石运动的综合稳定系数；
21、γ—水的容重，单位kn/m3；
22、γs—块石的容重，单位kn/m3。
23、作为优选实施方式地，所述步骤s3中，格宾石笼内单个块石重量w如下公式计算而得：
24、
25、式中：
26、w—单个块石重量，单位kn；
27、γs—块石的容重，单位kn/m3；
28、d—块石的折算粒径，按球形折算，单位m。
29、作为优选实施方式地，所述步骤s4中，格宾石笼的最小厚度dmin由如下公式计算而得：
30、
31、式中：
32、dmin—格宾石笼的最小厚度，单位m；
33、d—块石的折算粒径，单位m。
34、作为优选实施方式地，所述步骤s5中，若护岸区域有已建护岸结构时，格宾石笼为加固工程，布置层数n取1；
35、若护岸区域未进行过护岸或护岸完全损毁时，格宾石笼为新建工程，布置层数n取2。
36、作为优选实施方式地，所述步骤s5中，根据护岸区域坡比、流速分区进行精细化设计，分区计算格宾石笼内块石的折算粒径d和格宾石笼的最小厚度dmin；对护岸结构最外沿，若预测不会继续冲刷时，则按现状岸坡坡角计算折算粒径d；若预测会继续冲深时，则按考虑冲深变形后的稳定岸坡坡角27°计算折算粒径d。
37、作为优选实施方式地，所述步骤s5中，当格宾石笼的布置层数n取2时，且1层格宾石笼成品规格厚度≤格宾石笼的最小厚度dmin≤2层格宾石笼成品规格厚度时，单层格宾石笼的厚度d按双层块石堆叠考虑装填，其单层格宾石笼的厚度d由如下公式计算而得：
38、
39、式中：
40、d—单层格宾石笼的厚度，单位m；
41、d—块石的折算粒径，单位m。
42、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
43、其一，本专利技术通过格宾石笼厚度计算公式，给出了一种格宾石笼布置的定量化设计方法，为格宾石笼工程方案的经济性和安全性评价提供基础，进一步指导工程现场施工。
44、其二，本专利技术提供了格宾石笼块石粒径的选择和厚度布置的设计原理，可根据护岸工程的设计流速、岸坡坡比和工程总体布置等因素，定量化设计布置格宾石笼结构，保证结构的合理性、安全性和经济性。
45、其三，本专利技术提供了考虑加固工程、新建工程、继续冲深等各类工况下格宾石笼的定量化布置方案，为现场施工提供理论指导。
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1.一种格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，格宾石笼内块石运动的综合稳定系数K由如下公式计算而得：
3.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，格宾石笼内块石的折算粒径d由如下公式计算而得：
4.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，格宾石笼内单个块石重量W如下公式计算而得：
5.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，格宾石笼的最小厚度Dmin由如下公式计算而得：
6.根据权利要求1～5任一项所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中，若护岸区域有已建护岸结构时，格宾石笼为加固工程，布置层数n取1；
7.根据权利要求6所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据护岸区域坡比、流速分区进行精细化设计，分区计算格宾石笼内块石的折算粒径d和格宾石笼的最小厚度Dmin；
8.根据权利要求7所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中，当格宾石笼的布置层数n取2时，且1层格宾石笼成品规格厚度≤格宾石笼的最小厚度Dmin≤2层格宾石笼成品规格厚度时，单层格宾石笼的厚度D按双层块石堆叠考虑装填，其单层格宾石笼的厚度D由如下公式计算而得：
...【技术特征摘要】
1.一种格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤s1中，格宾石笼内块石运动的综合稳定系数k由如下公式计算而得：
3.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤s2中，格宾石笼内块石的折算粒径d由如下公式计算而得：
4.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤s3中，格宾石笼内单个块石重量w如下公式计算而得：
5.根据权利要求1所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述步骤s4中，格宾石笼的最小厚度dmin由如下公式计算而得：
6.根据权利要求1～5任一项所述的格宾石笼布置定量化设计方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚钦，吕鹏，彭军，詹旺林，王敏，邓建，潘文浩，陆贺，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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