一种用于均质坝的溃坝数学模型及参数确定方法
摘要文本
本发明公开了一种用于均质坝的溃坝数学模型及参数确定方法,包括:确定坝体特性参数、坝料特性参数、上游水位‑库面面积关系曲线、时间‑来流曲线和时间‑泄流曲线;设置溃口上游底高程允许值;计算初始陡坎高程;设置计算总时长和每次计算的时间步长;计算各个时间步的溃口流量、冲蚀量、上游库水位变化量、溃口上游底高程、溃口顶宽变化量、溃口底宽变化量;判断陡坎是否发生剪切破坏;发生剪切破坏则更新数据,未发生剪切破坏则继续计算,并判断溃口边坡是否稳定,最终输出计算结果。本发明的溃坝数学模型在计算陡坎冲蚀速率时,考虑了土体含水率、压实度、黏粒含量等因素,使预测结果的误差减小。
申请人信息
- 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
- 申请人地址:210029 江苏省南京市鼓楼区广州路223号
- 发明人: 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种用于均质坝的溃坝数学模型及参数确定方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410252497.X |
| 申请日 | 2024/3/6 |
| 公告号 | CN117828907A |
| 公开日 | 2024/4/5 |
| IPC主分类号 | G06F30/20 |
| 权利人 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 |
| 发明人 | 钟启明; 单熠博; 李洁; 吴昊; 陈生水; 卢洪宁; 杨蒙; 胡亮; 梅胜尧; 赵鲲鹏; 张露澄; 李宇; 陈灵淳; 和洪秋; 陈旭东 |
| 地址 | 江苏省南京市鼓楼区广州路223号 |
专利主权项内容
1.一种用于均质坝的溃坝数学模型及参数确定方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、确定坝体几何特性参数、坝料物理力学特性参数、上游水位-库面面积关系曲线、时间-来流曲线和时间-泄流曲线;步骤2、设置溃口上游底高程允许值;步骤3、计算初始陡坎高程;步骤4、设置计算总时长和每次计算的时间步长;步骤5、计算各个时间步的溃口流量、冲蚀量、上游库水位变化量、溃口上游底高程、溃口顶宽变化量和溃口底宽变化量;步骤6,分别计算上游库水压力,下游尾水压力,陡坎上部水流剪力,陡坎上部水重,陡坎自重,陡坎受到的摩擦力和陡坎土体内部黏聚力,如-+>+,则判定陡坎发生剪切破坏,进行步骤7,否则进行步骤8;F1F2F3F4F5F6F7F1 F2 F3F6 F7步骤7,根据步骤5计算得到的变化量更新计算上游库水位、溃口上游底高程、溃口顶宽和溃口底宽;步骤8,陡坎冲蚀计算,根据步骤5计算得到的变化量更新计算冲蚀量、上游库水位、溃口上游底高程、溃口顶宽和溃口底宽;步骤9,计算ΔZ/ Z,判断ΔZ/ Z是否小于,是计算收敛条件,取0.0001,或根据实际情况进行调整;是则进行步骤10,否则返回步骤5继续计算; Δ表示上游库水位的变化量,表示上游库水位;w ww wεεZwZw步骤10,判断溃口边坡是否稳定,是则判断累计计算时间是否大于设置计算时长,累计计算时间大于等于设置的计算总时长,则结束计算,输出溃口流量、冲蚀量、上游库水位变化量、上游底高程变化量、溃口顶宽变化量和溃口底宽变化量的计算结果;累计计算时间小于设置的计算总时长,则返回步骤5进行下一时间步的计算。