一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法

本发明涉及洋地质灾害预测，特别涉及一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法。

背景技术：

1、受风暴潮、台风等极端海况影响，我国不少海崖上发育有海蚀洞。海蚀洞会随着强波浪的持续侵蚀作用，洞高和洞宽不断加大，当发展到一定规模时，上方岩土体容易出现坍塌，危及到上方工程设施和人员的安全性。

2、目前，对于海蚀洞尺寸的发育大小测量，需要进行现场测量调查。而现场测量调查受限于其需耗费大量人力物力的问题，难以对海蚀洞的发育大小进行及时测量。且目前，尚无有关的可靠理论对其进行预测，因此，迫切需要一种可靠的预测方法对海蚀洞的发育大小进行预测，以有效防止灾害事故的发生。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术提到的现有技术的不足，本发明提出一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度预测方法，其具有过程简单、使用方便和结果可靠的优点。其技术方案如下：

2、该预测方法包括以下步骤：

3、获取海蚀洞洞门处的水动力参数，所述水动力参数包括波浪波高h、波浪持续时间t0；

4、根据所述h，确定波浪在海蚀洞内产生的水压p0；

5、测试获得海蚀洞洞壁土体的相关参数：取海蚀洞洞壁土体上的土样，测试获得其饱和表面粘聚力cs、平均粒径d50以及颗粒密度ρs；

6、根据所述p0和所述cs，确定海蚀洞内土体的侵蚀破坏尺度速率k；

7、根据所述k、所述d50，确定海蚀洞两侧边土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t1；和/或，根据所述k、所述d50、所述ρs，所述p0和所述cs，确定海蚀洞洞顶土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t2，且根据所述k、所述d50，确定海蚀洞洞底土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t3；

8、根据所述t1、所述t0和所述d50，确定海蚀洞两侧边土体的侵蚀量se1；和/或，根据所述t2、所述t0和所述d50，确定海蚀洞洞顶土体的侵蚀量se2,且根据所述t3、所述t0和所述d50，确定海蚀洞洞底土体的侵蚀量se3；

9、根据所述se1，确定海蚀洞洞宽的发育尺度δw；和/或，根据所述se1和所述se3，确定海蚀洞洞高的发育尺度δh。

10、在一实施例中，所述p0的确定方式为：

11、p0＝αρwgh

12、其中，α为水压折减系数,ρw为海水密度，所述g为重力加速度。

13、在一实施例中，所述k的确定方式为：

14、

15、其中，所述k的单位为m/s。

16、在一实施例中，所述t1的确定方式为：

17、

18、所述t2的确定方式为：

19、

20、

21、其中，所述g为重力加速度；

22、所述t3的确定方式为：

23、

24、在一实施例中，所述se1的确定方式为：

25、

26、在一实施例中，所述se2的确定方式为：

27、

28、所述se3的确定方式为：

29、

30、在一实施例中，所述δw确定方式为：

31、

32、在一实施例中，所述δh的确定方式为：

33、δh＝se2+se3。

34、在一实施例中，取海蚀洞洞壁土体上的典型原状土样，测试获得其所述饱和表面粘聚力cs、所述平均粒径d50以及所述颗粒密度ρs。

35、在一实施例中，所述饱和表面粘聚力cs的测试方法为：利用抽气法对所述典型原状土样进行充分饱和，而后利用表面微型十字板剪切仪测试，得到所述饱和表面粘聚力cs；所述平均粒径d50的测试方法为：采用筛分法和水分法确定出颗粒级配累积曲线，而后计算确定出所述平均粒径d50；所述颗粒密度ρs的测试方法为：采用比重瓶法测试得到所述颗粒密度ρs。

36、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度预测方法，具有以下有益效果：

37、本发明针对随着强波浪的持续侵蚀作用，导致海蚀洞洞高和洞宽不断加大的问题，提出海蚀洞的发育尺寸预测方式，该极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度预测方法具有过程简单、使用方便和结果可靠的优点；

38、根据本发明预测结果，可以协助人们评估海蚀洞的发育情况以及可能引发的岩土坍塌危害的严重程度，帮助人们及时、有效地制定应对措施，降低岩土坍塌造成的损失。

39、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述p0的确定方式为：

3.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述k的确定方式为：

4.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述t1的确定方式为：

5.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述se1的确定方式为：

6.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述se2的确定方式为：

7.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述δw确定方式为：

8.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述δh的确定方式为：

9.根据权利要求1所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：取海蚀洞洞壁土体上的典型原状土样，测试获得其所述饱和表面粘聚力cs、所述平均粒径d50以及所述颗粒密度ρs。

10.根据权利要求9所述的极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法，其特征在于：所述饱和表面粘聚力cs的测试方法为：利用抽气法对所述典型原状土样进行充分饱和，而后利用表面微型十字板剪切仪测试，得到所述饱和表面粘聚力cs；

技术总结
本发明涉及洋地质灾害预测技术领域，特别涉及一种极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度的预测方法。获取海蚀洞洞门处的水动力参数；确定波浪在海蚀洞内产生的水压p<subgt;0</subgt;；测试获得海蚀洞洞壁土体的相关参数；确定海蚀洞内土体的侵蚀破坏尺度速率K；确定海蚀洞两侧边土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t<subgt;1</subgt;、海蚀洞洞顶土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t<subgt;2</subgt;、海蚀洞洞底土体单层土颗粒侵蚀破坏所需的时间t<subgt;3</subgt;；确定海蚀洞两侧边土体的侵蚀量s<subgt;e1</subgt;、海蚀洞洞顶土体的侵蚀量s<subgt;e2</subgt;、海蚀洞洞底土体的侵蚀量S<subgt;e3</subgt;；确定海蚀洞洞宽的发育尺度ΔW、海蚀洞洞高的发育尺度ΔH。该极端海况下海蚀洞洞高和洞宽发育尺度预测方法具有过程简单、使用方便和结果可靠的优点。

技术研发人员：袁洪升,王艳红,张宏洲,朱海珍,张春丽
受保护的技术使用者：廊坊师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14