本发明属于土工试验，具体涉及一种堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法。
背景技术：
1、土体是由大小不同的土粒组成的，土粒的大小及组成称为颗粒级配。颗粒级配对土体的强度、变形及渗透特性有非常重要的影响。土的颗粒级配主要是通过颗粒分析试验测定，根据试验结果，一般采用粒径累计曲线来表示，粒径累计曲线也称为级配曲线，其横坐标为粒径，纵坐标为小于某粒径的土质量累计百分比含量(简称为质量百分数)，采用单对数坐标表示。地质作用自然形成的堰塞体最大规模可达数亿至数十亿立方米，其颗粒最大粒径一般可达2000mm～5000mm，室内试验无法按原型开展，因此在对堰塞体规模、库容、流量等缩尺的同时，必须对堰塞体的颗粒级配同步进行缩尺，将缩尺后的级配作为堰塞体物理模型用料级配。目前缩尺方法有剔除法、相似级配法、等量替代法以及混合法等方法。上述方法存在三个明显的缺陷：
2、(1)根据缩尺规则计算缩尺后各粒径的百分含量时，有时过程较为繁琐，比如，混合法是相似级配法和等量替代法的综合运用，为了得到满意的细颗粒含量，经常需要先选择几组不同的相似级配缩尺比例，然后再分别经过等量替代法进行试算得到最终的试验级配；
3、(2)缩尺后的级配及原级配目前都是用各粒径含量或级配曲线表示，他们之间在“量值”上的内在联系或差异很难定量描述，使得粗粒料缩尺效应的研究无法全面系统地进行；
4、(3)土工试验颗粒缩尺更多考虑的是材料强度相似准则，而堰塞体溃决物理模型颗粒缩尺需要考虑抗冲蚀性能相似，典型堰塞体一般为无粘性土，粘粒含量对土体冲蚀特性及溃口冲蚀发展机理有很大影响，现有缩尺方法不能直接应用于堰塞体溃决物理模型。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法，该方法用于将天然状态堰塞体土体颗粒级配按照适当的比例缩小，以满足堰塞体物理模型试验要求，以解决现有缩尺方法计算繁琐以及缩尺后的级配及原级配相互之间不能定量描述的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
3、本发明提供一种堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法，包括如下步骤：
4、步骤1，获取天然状态堰塞体颗粒级配试验结果，其结果为某粒径di(单位：mm)及对应的小于该粒径的土质量累计百分比含量pi(单位：％)，按照粒径di从大到小排列并画出级配曲线；
5、步骤2，根据堰塞体物理模型试验要求，确定试验所需土颗粒最大允许粒径d′max，根据天然状态堰塞体颗粒级配试验结果，得到天然状态堰塞体土颗粒最大粒径为dmax，最小粒径为dmin；
6、步骤3，设缩尺比例n＝dmax/d′max，其结果取整数；
7、步骤4，根据级配曲线，获得p＝50％时对应的粒径d50；
8、步骤5，假设缩尺后堰塞体物理模型土体各粒径为di′，对应的小于该粒径的土质量累计百分比含量pi′，则当di≥d50时，缩尺后di′＝di/n，pi′＝pi；
9、步骤6，对于di≤d50，分为两种情况：
10、若天然状态堰塞体最小粒径dmin<n2·0.005，则当d50≥di≥n2·0.005时，设d50≥di≥n2·0.005之间共有j个粒径(含n2·0.005粒径或者最接近粒径)，粒径由小到大编号为m＝2…j+1，缩尺后pi′＝pi；当n2·0.005>di时，缩尺后di′＝di，pi′＝pi；
11、若天然状态堰塞体最小粒径dmin≥n2·0.005，则设d50≥di≥dmin之间共有j个粒径，粒径由小到大编号为m＝2…j+1，缩尺后pi′＝pi。
12、优选地，步骤1中，按照国家试验方法标准《土工试验方法标准》(gb/t 50123-2019)，通过室内试验或野外现场试验，获得天然状态堰塞体颗粒级配试验结果。
13、优选地，对于步骤5和步骤6中计算后的di′，当di′≥10mm时，结果取整数；当1mm≤di′<10mm时，结果保留1位小数；当0.1mm≤di′<1mm时，结果保留2位小数；当di′<0.1mm时，结果保留3位小数，这样可以便于后续更好地配制颗粒级配。
14、相比于现有技术，本发明所提及的一种堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法主要有如下优点和有益效果：
15、1)本方法适用于各种不同颗粒级配的天然堰塞体结构，多种相似准则的缩尺模型的制作。
16、2)本方法计算简便，只需一次计算就可得出堰塞体物理模型所需颗粒级配。
17、3)本方法缩尺后的级配及原级配之间有确定的数学公式描述，对于堰塞体缩尺效应的研究具有较好的指导作用。
18、3)土质量累计百分比含量pi＝50％是堰塞体各种特性的关键参数，对pi>50％对应的粒径进行线性缩尺，pi≤50％对应的粒径进行非线性缩尺，既能满足堰塞体物理模型试验要求，又保证了缩尺后级配曲线的连续性，对于实际工作具有较强的可操作性。
1.一种堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法，其特征在于：步骤1中，按照国家试验方法标准通过室内试验或野外现场试验，获得天然状态堰塞体颗粒级配试验结果。
3.根据权利要求1所述的堰塞体物理模型土体颗粒级配缩尺方法，其特征在于：对于步骤5和步骤6中计算后的di′，当di′≥10mm时，结果取整数；当1mm≤di′<10mm时，结果保留1位小数；当0.1mm≤di′<1mm时，结果保留2位小数；当di′<0.1mm时，结果保留3位小数。