水压力对细颗粒泥沙起动流速影响的试验研究

本文对现有起动流速公式的结构进行了分析,指出水深是通过水压力来影响起动流速的。作者在一个水压力可以调节的专用设备上用三种泥沙进行了试验.结果表明:对较粗的散粒体泥沙,水压力对起动流速没有影响。因此现有的公式需要修正.对粘性细颗粒泥沙,随着水压力的增大,起动流速明显增大.起动流速增大的程度介于现有二个公式计算值之间.具体规律有待进一步研究.     

基于三维泥沙颗粒相对隐蔽度的岸坡上散体均匀沙起动条件初步探讨

人们往往利用滑动起动模型来解决岸坡上的泥沙起动问题,而采用滚动模型来研究泥沙起动的成果却不多见,主要原因是坡面上泥沙颗粒的转动支点难以确立.为此,本文提出了对“虚拟力矩”的设想,运用三维泥沙颗粒相对隐蔽度的研究成果,建立了岸坡上散体均匀沙的滚动模型,推求了对应的近底作用起动流速公式.最后建立了无因次起动切应力与三维泥沙颗粒相对隐蔽度在不同起动标准下对应的数值关系,并进行了讨论.     

泥沙起动表达式互化研究

在分析泥沙起动时水流流态特征的基础上,对泥沙起动时的起动流速表达形式与起动拖曳力表达形式之间的关系进行了研究,得到了互化公式。以经典泥沙起动时拖曳力资料和起动流速资料为例,展示了起动资料的互化结果,并对不同粒径泥沙起动时的水流流态、阻力规律、起动机理等问题进行了分析。     

泥沙起动概率概念及其计算方法

泥沙起动是推移质输沙研究的基础,确定性和随机性研究是其常用的研究方法,二者各有优势和不足。Einstein是泥沙起动随机性理论的重要开创者,由于泥沙起动概率概念较为抽象以及其数据获取较为困难,后续研究者往往批判继承其理论体系,甚至造成部分误解。本文详细回顾了泥沙起动概率模型的发展历程,重新解读了泥沙起动概率这一抽象概念,并提出了一种获取泥沙起动概率数据的计算方法。研究表明,Einstein泥沙起动概率模型与本文搜集资料计算所得的泥沙起动概率数据吻合良好。文末对部分研究者认为Einstein起动概率模型存在的三大缺陷进行了回应,并讨论修正了Einstein落淤率模型,认为基于该模型的推移质输沙率公式的适用性更强。     

长江泥沙起动流速资料分析

本文根据长江实测泥沙资料和葛洲坝枢纽工程泥沙问题研究和实践经验,分析了长江推移质泥沙和粘性细颗粒泥沙的起动条件,提出了卵石和沙质推移质泥沙的起动经验公式。并用长江实测泥沙资料对三峡工程采用的起动流速公式进行了验证。     

泥沙起动条件及机理的非线性研究

 分析了单颗粒、均匀沙及非均匀沙的起动现象及其机理，认为泥沙的起动属于突变论研究的范畴。从泥沙起动所遵循起动条件的力学规律出发，导出泥沙起动条件方程。在此基础上，利用尖点突变性质对各种泥沙起动现象及机理进行了描述和说明。     

淤积固结条件下粘性细泥沙起动冲刷研究综述

首先指出在淤积固结条件下粘性细泥沙具有与非粘性泥沙不同的起动冲刷过程和现象,并对粘性细泥沙起动冲刷机理和影响因素进行了分析,最后对粘性细泥沙起动冲刷计算的研究成果进行了系统总结,分析了各类计算公式的特点,提出了进一步需要解决的问题.     

河道模型中泥沙起动粒径公式的比较和验证

在研究实际工程中的水力学问题时,常常无实测泥沙资料。根据已知的流量资料,分别对四种常用的泥沙起动流速公式进行反算获得相应的泥沙起动粒径,并通过模型试验实测的起动粒径对四种公式的计算结果进行比较和验证,在此基础上选用比较接近实测值的公式来初步估算泥沙级配与输沙率等泥沙参数。为缺乏泥沙资料的河道模型试验提供了一种确定泥沙起动粒径的有效的方法。     

黏性细泥沙起动的探讨

从水流动力和黏性泥沙的组成及结构等方面分析了影响黏性细泥沙起动的因素,研究了起动模式和起动机理,肯定了薄膜水附加下压力的概念,揭示了黏性细泥沙土体起动时抗剪但不抗拉。引入临界水深的概念,很好解释了黏性单颗粒泥沙和成团泥沙起动时的分界点,最后系统总结了黏性细泥沙起动研究现状,并对今后研究方法提出建议。     

回流泥沙起动规律的试验研究

本文利用水槽概化模型，对回流的泥沙起动规律进行了试验研究，讨论了它与一般顺直明渠流中泥沙起动的差异，分析了回流泥沙起动的基本特性和规律，建立了回流泥沙起动的临界判别公式，经验证与试验资料吻合良好。     

细颗粒原状土起动流速试验研究

为了得到更为客观科学的泥沙基本活动规律,利用有压矩形管进行了细颗粒泥沙起动试验。试验结果表明,管内水压力对细颗粒泥沙的起动有重要影响,水压力越大,管中泥沙起动断面平均流速和起动切应力越大。根据有压矩形管的水流分布特性和水压特点,将矩形管中水流转换为普通明渠水流,转换得到的明渠中泥沙起动垂线平均流速与试验矩形管中泥沙起动断面平均流速基本相同,验证了利用有压矩形管进行细颗粒泥沙起动流速试验的可行性和代表性。在试验矩形管与实际明渠的泥沙起动流速转换过程中,并未考虑不同水柱高度下曼宁糙率系数的变化,这方面还有待进一步研究。     

徐闻电厂附近泥沙起动流速实验研究

通过对徐闻电厂附近现场沙样淤积后进行泥沙起动流速实验,研究起动流速与淤积历时、水深之间的关系,指出泥沙起动流速随着淤积历时、水深的增大而增大;并用3种常用公式进行了对比分析,最后由实验数据提出现场泥沙起动流速的经验公式。     

黏性泥沙流变特性及其临界起动的研究

以天津大港淤泥质粉沙为研究对象,系统研究了其物理特性和临界起动性质。对密度范围在1.141~1.470g/cm3的黏性泥沙进行流变试验,确定其流变参数。结果表明:天津大港黏性泥沙有明显的屈服应力,适合用宾汉塑性体模型描述,且宾汉屈服应力和黏度系数均为泥沙密度的指数函数。长水槽中波浪作用下黏性泥沙起动试验以泥沙少量起动为标准,波浪底部临界切应力随黏性泥沙密度增大而增大,即不同于非黏性泥沙,黏性泥沙的起动主要与其密度有关,而非泥沙粒径。波浪作用下的黏性泥沙起动可以用延伸Shields曲线描述。根据实验结果拟合出临界起动切应力和宾汉屈服应力之间的关系式。     

弯道凹岸边壁上的泥沙起动

对弯道边壁泥沙起动做了较深入的分析,建立了较清晰的物理图形,考虑了五种力,并较全面地分析了各种力的作用,导出了最一般条件下包括粗、细泥沙在河床上不同位置的起动流速公式.该公式概括性高,它可以简化为顺直河流边壁泥沙起动以及床面泥沙起动条件下的公式.采用试验资料对该公式进行了检验,其理论结果与实测是符合的.     

沙波迎流面泥沙起动流速研究

利用概化沙波模型,研究了不同坡度、粒径及位置情况下的泥沙起动流速,根据实测数据指出沙波泥沙起动流速特征,并分析比较了与平坡起动的差别。通过对泥沙颗粒的受力分析,提出水流冲击力,并利用沙波垂线流速分布公式进行流速换算,建立了沙波泥沙起动流速计算公式。结果表明:在相同水流条件下,因沙波地形影响,迎流面泥沙起动流速值小于平坡;沙波不同位置处的泥沙起动流速非定值,随着水平位置而变化;坡度和粒径对再附点附近泥沙起动流速影响较小。通过验证比较表明,公式计算结果与实测资料基本一致,适用于描述沙波迎流面泥沙起动规律,可反映出沙波坡度和水平位置的影响。     

冰盖下散粒体泥沙起动流速的试验研究

本文通过水槽试验，对模拟冰盖流的河床泥沙起动流速进行了试验研究，探讨了冰盖流下河床泥沙起动流速的变化规律。试验表明:冰盖下泥沙起动流速与冰盖及槽底糙率的相对比值有关。     

灌河地涵淤积泥沙起动规律研究

灌河地涵淤积泥沙起动规律问题是河流动力学的基本问题之一,会影响船舶航行的航道规划、灌溉和洪水的排泄。传统方法处理时间较长,效果不明显,且难以有效解决泥沙淤积问题。为此,本文结合泥沙起动参数算法,对灌河地涵淤积泥沙问题进行研究和分析,提出灌河地涵淤积泥沙起动控制方法。仿真实验证实,结合参数规律的泥沙淤积解决方案能够有效解决泥沙淤积问题,对泥沙起动规律反应得更加准确,监测结果准确度提高了45%。     

泥沙颗粒水下休止角与内摩擦角差异化初步探索

根据目前的泥沙起动及水下休止角的相关研究,得出滑动起动与滚动起动模型的矛盾,进而对泥沙界广泛认同的泥沙颗粒水下休止角在数值上等于泥沙颗粒水下内摩擦角提出质疑。本文分别进行了泥沙颗粒水下休止角与内摩擦角的物理试验。试验表明:作为散粒体,泥沙颗粒的水下休止角在数值上小于泥沙颗粒水下内摩擦角。     

长江泥沙起动流速公式探讨

本文在以往研究的基础上,从应用的角度出发,对长江泥沙起动流速进行了初步分析,根据长江泥沙实测资料,提出了长江不同种类泥沙的起动流速计算公式,可供工程应用参考。     

再论泥沙起动流速

本文是作者４０年来研究泥沙起动公式的小结。文中对颗粒间的粘结力，水的下压力和阻力等有关参数进行了修改。通过瞬时作用流速，明确了三种起动状态间的关系，消除了起动切应力和起动流速间的不协调。对导得的起动切应力公式和起动流速公式进行了较为全面的验证，说明公式较好地反映了粗，细颗粒泥沙和轻质沙的起动规律，为研究工程泥沙问题提供了实用公式。