CN105590030A - 水下滚石冲击力的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于崩塌、落石防治工程、水利工程领域，涉及水下滚石的冲击力的计算方法，计算公式为F＝0.212(Em²V⁴)^1/3sin^0.5θ。本发明提供的水下滚石的冲击力的计算方法，开创性的建立了水下滚石冲击力的计算模型，对于崩塌、落石在水中的防灾减灾具有更高的防灾适用性；对于水下滚石冲击力的计算考虑了量纲和谐这一基本原理，因此计算方法适用于野外大尺度的实际计算。

Description

水下滚石冲击力的计算方法

技术领域

本发明属于崩塌、落石防治工程、水利工程领域，涉及水下滚石的冲击力的计算方法。

背景技术

崩塌、落石是一种发生在山区或公路边坡的自然现象。崩塌、落石发生后，巨大的石块滚落到河中，对建在水中的桥墩等都会造成极大的破坏。

目前国内外对滚石的冲击力计算研究主要集中在地面。对水下滚石冲击力研究极少。因此一个室内研究且能在野外适用的水下计算冲击力模型显得非常重要，这也是崩塌和落石的防治工程设计必不可少的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种水下滚石的冲击力的计算方法，为一种量纲和谐、计算结果准确的水下滚石冲击力的计算方法。

具体技术方案为：

水下滚石的冲击力的计算方法：

F＝0.212(Em²V⁴)^1/3sin^0.5θ(1)

式中：

F——滚石冲击力，N；

m——滚石质量，kg；

V——滚石运动速度，m/s；

θ——滚石运动方向与被冲击物的平面夹角，单位°；

E——综合弹性模量，

E₁——滚石弹性模量，Pa；

E₂——水流中被冲击物弹性模量，Pa。

本发明提供的水下滚石的冲击力的计算方法，开创性的建立了水下滚石冲击力的计算模型，对于崩塌、落石在水中的防灾减灾具有更高的防灾适用性；对于水下滚石冲击力的计算考虑了量纲和谐这一基本原理，因此计算方法适用于野外大尺度的实际计算。

附图说明

图1为实施例试验数据分析结果。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体实施方式。

在实验室用不同体积的清水从不同位置倒下，使撞击物体在淹没的情况下，以不同的速度撞击被撞物体。重复多次实验。通过多组实验，数据整理得到如图1所示，其中F为实验值，F1＝(Em²V⁴)^1/3，最终得到其系数为一个常数，其C＝0.212，验证本发明提供的计算公式可行。

Claims (1)

1.水下滚石的冲击力的计算方法，其特征在于，由以下公式计算：

F＝0.212(Em²V⁴)^1/3sin^0.5θ(1)

式中：

F——滚石冲击力，N；

m——滚石质量，kg；

V——滚石运动速度，m/s；

θ——滚石运动方向与被冲击物的平面夹角，单位°；

E——综合弹性模量， $E=\frac{E_1{E}_2}{E_1+2E_2};$

E₁——滚石弹性模量，Pa；

E₂——水流中被冲击物弹性模量，Pa。