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原文传递考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法

专利名称：	考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法
摘要：	本发明公开了一种考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法，包括：第一步，以玻璃水槽为试验槽，玻璃水槽内设置断面呈梯形的试验段；第二步，试验段内进行无红柳根系覆盖冲刷试验，并拟合出起动切应力和冲刷系数的数值关系；第三步，试验段内进行有红柳根系覆盖冲刷试验，获得不同红柳根系放置方式下起动切应力和根系密集度、干密度的数值关系，以及冲刷系数和根系密集度、干密度的数值关系；第四步，根据起动切应力和根系密集度、干密度的数值关系，计算断面的起动切应力；第五步，根据冲刷系数和根系密集度、干密度的数值关系，计算断面的冲刷系数。将红柳根系的影响引入河岸土体冲刷参数的量化中，可获得更准确的量化指标。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛农业大学
发明人：	宗全利;刘贞姬;蔡杭兵;陈志康
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910465281.0
公开号：	CN110286027A
代理机构：	武汉华强专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	温珊姗
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266109 山东省青岛市城阳区长城路
主权项：	1.考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法，所述河岸土体冲刷参数包括河岸土体的起动切应力和冲刷系数；其特征是，包括步骤：第一步，以玻璃水槽为试验槽，玻璃水槽进水口设置调节流量的阀门，玻璃水槽尾部设置三角形量水堰，用来测量流量；玻璃水槽内设置断面呈梯形的试验段，试验段内取三个等间距的断面，分别记为1-1、2-2、3-3；第二步，无红柳根系覆盖冲刷试验，具体为：将土样在试验段中分层压实，并洒水养护，待土样自然沉降一周后开始冲刷试验；试验前分层取土样，测量土样的干密度和含水率；进行冲刷试验，获得不同含水率和干密度下起动切应力值及三个断面的冲刷系数数据，并拟合出起动切应力和冲刷系数的数值关系，记为数值关系Ⅰ；第三步，有红柳根系覆盖冲刷试验，具体为：将红柳根系以不同放置方式均匀植入1-1、2-2、3-3断面，并在不同的红柳根系密集度下分别行冲刷试验，分别测出不同根系密集度下每种放置方式对应的起动切应力数据；经拟合，获得不同放置方式下起动切应力和根系密集度、干密度的数值关系，该数值关系记为数值关系Ⅱ；根据试验数据，分别对不同放置方式下冲刷系数与起动切应力之间的数值关系进行拟合，所拟合出的数值关系记为数值关系Ⅲ；结合数值关系Ⅱ和数值关系Ⅲ，获得不同放置方式下冲刷系数和根系密集度、干密度的数值关系，该数值关系记为数值关系IV；第四步，根据断面上红柳根系放置方式，将断面上的根系密集度和干密度代入该放置方式对应的数值关系Ⅱ中，计算该断面的起动切应力；第五步，根据断面上红柳根系放置方式，将断面上的根系密集度和干密度代入该放置方式对应的数值关系IV中，计算该断面的冲刷系数。 2.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：所述试验土体取自自塔里木河干流河岸土体，且所述红柳根系取自塔里木河干流岸边自然生长的红柳幼苗。 3.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：第二步中，拟合出起动切应力和冲刷系数的数值关系具体为：首先，根据起动切应力数据，拟合起动切应力和干密度的数值关系；接着，根据试验结果，获得不同含水率、干密度土样在不同水流切应力下的冲刷速率ε，根据公式ε＝kd(τf-τc)反算冲刷系数kd，得到各断面土样的冲刷系数kd及起动切应力τc；最后，分别对各断面的kd与τc数据进行拟合，得kd与τc的拟合关系，即数值关系Ⅰ。 4.如权利要求3所述的量化方法，其特征是： kd与τc的拟合关系为kd＝4.6×10-4τc0.418。 5.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：第三步中所述不同放置方式包括竖直放置、倾斜放置和相交放置。 6.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：第三步中，红柳根系与土样铺设同步进行，使红柳根系与土样一同沉降固结一周形成根土复合体后开始冲刷试验。 7.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：第三步中所述不同放置方式包括竖直放置、倾斜放置和相交放置；其中：竖直放置方式下起动切应力τcr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： τcr＝0.083ρd5.11RVD0.186；倾斜放置方式下起动切应力τcr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： τcr＝0.077ρd5.11RVD0.190；相交放置方式下起动切应力τcr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： τcr＝0.083ρd5.11RVD0.129。 8.如权利要求1所述的量化方法，其特征是：第三步中所述不同放置方式包括竖直放置、倾斜放置和相交放置；其中：竖直放置方式下冲刷系数kdr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： kdr＝8.9×10-4ρd-8.53RVD-0.311；倾斜放置方式下冲刷系数kdr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： kdr＝7.2×10-4ρd-7.05RVD-0.262；相交放置方式下冲刷系数kdr和根系密集度RVD、干密度ρd的数值关系为： kdr＝22.6×10-4ρd-12.21RVD-0.308。
所属类别：	发明专利