非粘性淤积泥沙干容重分析

河道淤积物的干容重是河床变形计算中的一个重要参数,过去常用12.7kN/m~3或13.72kN/m~3。但早已发现,淤积的年限越长,淤积物越密实,颗粒越粗,淤积物干容重越大。根据淤积物粘粒含量的多少可分为粘性泥沙和非粘性泥沙,河道的淤积物多属于后者。本文介绍     

粘性泥沙起动流速的探讨

本文结合琅琊山抽水蓄能电站下库库区原状土起动流速试验,对以往所采用的粘性泥沙起动流速分工进行了讨论。根据近年来明渠均匀紊流的理论研究与试验研究成果,对粘性泥沙的起动机理及起动流速的确定提出了一个设想,并给出了固结粘土的起动流速公式。本文指出,粘性泥沙的起动,除水流方面的影响外,粘性泥沙的组成及结构也是影响其起动的重要因素。因此,借鉴土力学、粘土坟物学等相关学科的研究成果将有助于此类工程问题的解决。     

粘性泥沙冲刷源项公式的改进

为研究粘性泥沙的冲刷规律,本文引入床沙相对干密度以反映冲刷源项与床沙干密度的关系,提出分别适用于弱固结和强固结河床的冲刷源项公式.采用室内粘性泥沙的冲刷试验资料确定公式中各系数,然后采用天然沙及细颗粒石英沙的冲刷试验资料验证强固结河床的冲刷源项公式.计算得到的冲刷源项与实测值符合较好,结果表明这两个公式能够用来计算水沙数学模型中粘性泥沙的输移过程.     

无粘性均匀沙的起动条件与起动标准

根据现有，直接导出了起动切应力、起流速与起动概率之间的关系。利用这些关系，讨论了国内外数十种无粘性沙起动条件所对应的起动概率，从而为合理选用起动公式提供了科学依据。     

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。     

粘性类土的起动模式研究

本文回顾了粘性类土起动临界条件现有的研究成果，讨论了研究中存在的难点和不足。通过和土力学中粘性土边坡滑动稳定分析类比，认为河流中粘性类土的起动分析可借鉴土力学中粘性土边坡稳定分析的研究成果。在此基础上，提出一种粘性类土的起动分析的新模式。初步的讨论表明，此模式是正确的。关于此模式的具体应用将有续文进一步讨论。     

海河口粘性淤泥起动规律研究

本文结合海河口实际清淤工程的要求,分别在海河口闸下1+00断面处(2＃排泥场)、闸下2+00断面处(4＃排泥场)、闸下3+00断面处(7＃排泥场)取样,对粘性泥沙的特性和起动规律进行了试验研究,通过对试验和计算成果的分析,得出新港海河口淤泥起动遵循粘性细颗粒泥沙起动规律,可以用延伸希尔兹曲线加以描述,并对海河口清淤工作提出了建议。     

淤积物固结时间对干容重与起动冲刷的影响

以三门峡等水库的实测资料为基础,分析了泥沙固结时间与起动流速的关系。结果表明:①粒径为0.01~0.10mm时,达到稳定干容重所需的时长为0.5~1.2 a,粒径越小,达到稳定的时间越长;②淤积物淤积历时加长、粒径变大及水深增大,将增大起动流速,不利于河道淤积物的冲刷。     

国内水库泥沙淤积治理综述

河流含沙量高、输沙量大是水库泥沙淤积的重要原因,也是水库运行治理难题,为确保水库有效库容,提高工程安全系数和经济效益,国内科研工作者通过众多理论和实践研究分析,总结出一系列合理有效的治理措施,为水库运行泥沙治理提供了较为科学的依据.     

地下涵洞淤积泥沙起动规律初探

 根据模型试验成果，对地下涵洞淤积泥沙在有压流状态下的起动规律进行了初步分析研究，提出了地下涵洞内不发生泥沙淤积的经验公式，其结果与试验资料吻合良好。     

重塑黏性土及不同砂砾含量土体的起动试验研究

应用冲蚀函数测定仪开展了两种重塑黏土及其砂砾含量分别为20%、40%、60%条件下的起动试验,研究了黏聚力、干密度、砂砾粒径及掺量对土体起动应力的影响。试验结果表明:纯黏性土的起动应力与黏聚力呈线性关系,但两种黏土的斜率变化较大;两种黏性土的起动应力与干密度的关系可统一用指数型表达式确定;不同砂砾含量土体的起动应力与黏性土的黏聚力、砂砾粒径和掺量有关;砂砾粒径一定时,随着掺砂砾量的增加,混合体的起动应力呈先增加后降低的趋势,而砂砾含量一定时,起动应力随着砂砾粒径的增加而增加。最后,提出了重塑黏性土-砂砾混合土体的起动应力表达式。与试验结果的对照表明,该公式可较好地对黏性土-砂砾混合体的起动应力进行预测。     

粘性细颗粒泥沙絮凝研究概述

以絮凝动力学理论(Smoluchowski方程)、胶体稳定性理论(DLVO理论)和分形几何(Fractal Geometry)在絮凝研究中的应用为线索,回顾了粘性细颗粒泥沙絮凝结构,絮团沉速,以及影响絮凝因素(泥沙粒径、浓度、电解质阳离子、温度和水流紊动等)等方面的研究成果;综述了絮团的尺寸、密度、沉速、破坏强度及碰撞频率函数的分形几何描述方式;介绍了快速絮凝和慢速絮凝的分形生长模型,以及絮凝发育过程数值模拟的研究进展．针对河流泥沙在矿物组成、颗粒尺度、表面电荷分布和水中盐分多样性的特点,以及粘性细颗粒泥沙絮凝研究的特殊性,提出进一步深化粘性细颗粒泥沙絮凝研究的建议．     

黏性原状土起动流速试验研究

针对黏性原状土难以被水流起动、冲刷的特点,设计了专门的封闭矩形管道,使水流的平均流速完全满足黏性原状土起动、冲刷的要求。在水槽满足起动冲刷要求的前提下,采用粒子测速系统（PIV）对管道断面流速分布进行了测量,分析论证了管道的阻力规律,并比较了有压管道与开敞水槽试验结果。分析结果认为,在水流流速不是太大时,有压管道的阻力规律符合对数律。在通过试验取得垂线流速分布的情况下,可以利用对数流速分布公式计算摩阻流速,进而计算边界水流切应力,再根据谢才公式,可将起应力换算成相应河道的起动冲刷切应力。     

Shear velocity criterion for incipient motion of sediment

The prediction of incipient motion has had great importance to the theory of sediment transport. The most commonly used methods are based on the concept of critical shear stress and employ an approach similar, or identical, to the Shields diagram. An alternative method that uses the movability number, defined as the ratio of the shear velocity to the particle＇s settling velocity, was employed in this study. A large amount of experimental data were used to develop an empirical incipient motion criterion based on the movability number. It is shown that this approach can provide a simple and accurate method of computing the threshold condition for sediment motion.     

黏性细颗粒泥沙絮凝及沉降的三维模拟

鉴于试验观察黏性细颗粒泥沙悬浮体系絮凝-沉降过程存在技术困难，尝试以分形生长理论为基础，使用改进的受限反应絮团聚集(RLCCA)模型，在计算机上模拟这一复杂过程。模型考虑了絮团的分形结构与可渗透特性、泥沙浓度对悬浮液黏性的影响等因素，复演颗粒、絮团在重力沉降和布朗作用下的三维运动及相互碰撞并黏结的现象。在对模拟数据的统计分析基础上，讨论了絮凝-沉降过程的各种特性，结果表明：碰撞效率系数不同时，絮凝发育过程存在相似性。     

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。     

受竖直旋涡影响下细沙的受力及起动分析

丁坝的研究一直是河流整治研究的重要问题.由于丁坝的水流分离现象,在丁坝下游产生旋涡,而这种旋涡不断流向回流区,其水流极其复杂.本文通过简化旋涡的内部结构来进行分析,得到涡内部的压强分布从外到里减小,在中心处最小.利用压力差和隐蔽度对泥沙进行受力分析,得出了泥沙上举力和涡轴力受力分布,并对上举力和涡轴力进行比较,得出离涡心越近,上举力与涡轴力的比值越大,最后在此基础上得出泥沙的起动流速公式,分析得到泥沙离涡心越近所需的起动流速越小.     

非均匀沙分组起动规律的研究

本文在分析了非均匀沙起动情况后，采用输沙率法和分组相对输沙率法判别非均匀沙起动如果用其平均粒径d。来表示非均匀沙，则起动切应力和相同粒径的均匀沙近似，分组起动情况小颗粒由于受大颗粒的隐蔽作用鞍同等粒径的均匀沙需要较强的水流条件．相反大颗粒由于受暴露的影响比相同粒径的均匀沙容易起动．各粒径组的起动切应力可用公式(11)求出，     

三维水流作用下散列体泥沙的起动研究

从紊流的实质和脉动水流对沙粒作用力的产生出发,提出按笛卡尔坐标,在三维方向上考虑水流对沙粒的作用力。根据起动现象与水流作用峰值相对应的关系,利用三维瞬时作用流速,分析给出了脉动水流对沙粒的三维作用力;将床面突起物视为方体和半球体两种形态,考虑不平整床面对沙粒起动的隐蔽作用,建立了三维水流作用下泥沙滚动起动的平衡方程式;以ADV测得的试验数据为基础,统计得到了不同形态突起物隐蔽作用下,三维和一维水流作用下的起动概率;最后以起动百分数为2%到12%约定的ε=0.05的小概率事件,验证了在三维流速作用下,p=0.0471的起动概率的合理性。