利用消光沉降法对泥沙、土样进行粒度分析的研究

消光沉降法是应用现代科学技术,按照斯托克斯原理对细粒土作粒度分析的新型手段。消光沉降法利用量力沉降测量“斯托克斯”直径,即当量球体直径。一般可由下式表示:     

激光法与消光沉降法测试泥沙粒径误差分析

M S2000激光粒度分析仪,是目前黄河水文行业中引进的新一代测试泥沙粒径的分析仪器。它以体积为测量基准、用等效球体来表现测量成果,传统的消光沉降法是以重量为测量基准、使用沉降原理来测量泥沙颗粒的大小。由于两种方法分析原理的不同,导致分析成果产生较大差异。通过用激光法与传统消光沉降法对不同沙型的泥沙样品分别对比测试,建立了本测区两种分析成果之间的相关关系,以解决新旧泥沙颗粒级配资料的衔接问题。     

泥沙颗粒浑匀沉降消光法中的消光系数研究

浑匀沉降消光法为泥沙颗粒分析常规分析方法之一,但消光修正问题一直未能得到很好解决。为此,透彻地剖析了浑匀沉降消光的分析原理,加深了对相关概念的理解,推导出计算消光系数的实用公式,编制了自动进行消光系数修正的软件,并将此成果应用于1996年始研制成功的DLY系列光电颗粒分析仪中。该仪器及其分析技术经黄河、长江等不同水系数年的实际应用,效果良好。     

利用电子表格进行土样干密度计算

在堤防施工中,干容重是堤防施工质量控制最重要的一项指标,但是对它进行计算是繁琐的一项工作。采用电子表格对土样进行计算、存档、打印一次完成,节省了许多     

超声波振动仪器在采用沉降法进行粘性泥沙粒径分析中的应用

本文提出在粘性泥沙粒径颗粒分析中使用超声波振动仪器进行细颗粒泥沙分散的方法,使用基于沉降法原理的TZC-4粒度分析仪,采用三种不同的颗粒粒径测量工艺分别对乐清湾港区、阳澄湖、奉贤边滩、上海闵行河道四种不同的泥样进行了颗粒粒径分析,并与现有规范规定的测量工艺所得结果进行了对比。实验分析表明,该方法能够有效地测量泥沙的基本粒径,泥沙颗粒越细,该方法的优越性越为突出。     

超声法测量河流泥沙粒度大小

将HT模型和BLBL模型结合起来,通过对两个频率下超声波衰减系数测量,反演得到被测泥沙悬浊液中颗粒平均粒径。并在实验中通过对泥沙悬浊液在1MHz和2MHz频率下进行测量,证明用该模型及方法测量这类悬浊液的粒径大小是可行的。     

泥沙粒度分析中激光法与传统法的对比试验

激光法与传统法泥沙粒度分析对比测试所收集的基本资料覆盖了黄河上、中、下游的水库、河道汛期、非汛期的悬移质、床沙、淤积物粗、中、细泥沙样品,粒度测试方法包括了筛析法、消光法、吸管法等传统法和激光法,并从泥沙样品来源与制备过程、分析仪器、人员操作水平、试验方法检测等方面进行了严格的质量控制。认为：①试验收集的泥沙样品规模大、来源广、代表性好,为试验研究奠定了坚实的基础;②选用仪器设备工作状况均正常,分析方法正确,为得到高质量的研究成果提供了可靠的技术支撑;③对各种分析方法进行的质量检验,方法正确、步骤严密、误差控制严格,有效地保证了研究成果的质量。     

激光衍射法与比重计沉降法所测粒度参数的对比研究--以海滩泥沙为例

用比重计沉降法和激光衍射法这两种方法,在相同条件下,对65个海滩泥沙样品分别进行了粒度分析.结果表明,激光衍射法的测试结果相对偏粗,二者的差异主要反映在＞9φ中和＜4φ这两个粒级范围内,上述差异对平均粒径、中值粒径、标准偏差、尖度、偏度等5个常用粒度参数的影响程度是不同的,经过线性相关性分析发现,二者的平均粒径和中值粒径的相关系数R较高,分别为0.9864,0.9763,F显著性检验和分析表明,其回归方程是有意义的,可作为换算公式使用,从而求得二者数据对比与换算途径.     

激光粒度仪分析黄河泥沙粒度初步试验

泥沙粒径是进行泥沙研究的重要参数。本次研究选用英国马尔公司生产的激光精度分析仪，对黄河中、下游部分站粗、中、细沙样进行了初步试验分析，分析结果表明：该仪器测定泥沙颗粒级配的准确性，重复性较好；采用超声分散不会破坏泥沙颗粒的原形，测试泥沙粒径范围宽，下限可延伸到纳米级，从而为激光粒度仪在黄河上的应用提供了广阔前景。     

超声衰减谱法测量泥沙粒度分布

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。     

泥沙粒度分析的全样级配问题

介绍了现行粒度分析的技术特点,说明了天然泥沙粒径范围较宽和粒度分析方法测试粒度范围有限的矛盾,针对只用一种方法完成全样泥沙粒度分析、用几种方法接序完成全样泥沙粒度分析但无分级交混现象和用几种方法接续完成全样泥沙粒度分析且出现分级交混现象等情况,提出了泥沙粒度分析的全样级配计算方法,并结合实例进行了分析.     

絮凝对三峡水库泥沙沉降的影响

现场与室内实测的泥沙级配差异证实了三峡水库中存在泥沙絮凝现象,絮凝会加速水库泥沙淤积速率。为了确定絮凝对泥沙沉降速率的影响,现场采集了三峡水库原样泥沙,基于三峡水库水体环境,采用室内静水沉降试验对三峡水库中泥沙絮凝沉降规律进行了研究。研究结果表明,当试验采用的初始含沙量大于0.3 kg/m3时,部分单颗粒泥沙会聚集形成絮团,且泥沙絮凝程度以及沉速增加的幅度与水体中含沙量呈正比。参与絮团形成的单颗粒泥沙粒径均位于0.022 mm以下,小于临界粒径的泥沙占全沙的83%;采用絮凝因数和物质沉降通量因数分别表征絮凝对泥沙沉降的影响程度,这两种因数都随含沙量增加而增加,含沙量在1.5 kg/m3以下时其最大值分别为5.03和1.66,表明絮凝对三峡库区汛期的泥沙淤积有可能造成较大影响。     

群体泥沙静水沉降的阻力分析

我国黄河中游地区及其支流一带,由于水土流失严重,在汛期含沙量较高,最大的达1500公斤/立米,人们就利用这高含沙水流进行淤灌等,如陕西省人民引洛渠在改良盐碱地的试验中,把含沙量730～946公斤/立米的浑水引入灌区,渠道淤积并不严重.三门峡及陕、晋两省的中小型水库中,利用高含沙水流排沙的效率很高.冶金部利用管道输送尾矿沙,石油化工方面也经常使用悬浮液浆流工艺.从这些实际事例中都说明高     

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用。通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化。泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的。小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025~0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关。入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系。自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小。这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗。     

利用相间滑移考虑固相泥沙沉降效应

现有含沙水流数学模型中通过泥沙沉降速度计入的重力沉降项包含有一定的误差，甚至直接采用静水中泥沙沉降速度代替动水中沉速，这样的近似处理没有真实反映泥沙颗粒与主相水之间“滑移”的时空变化特性。本文基于两相流和泥沙运动力学理论，利用相间滑移考虑固相泥沙的重力沉降效应。     

激光粒度分布仪应用于长江泥沙颗粒分析研究

泥沙测验是水文测验的重要项目之一，泥沙特性分析、运动规律研究对水库淤积、航运、灌溉、水能机组磨损等方面研究意义重大。而传统泥沙测验方式效率低下，劳动强度较大，严重限制了泥沙资料收集的现代化水平。为提高泥沙颗粒分析手段，近年来，长江水利委员会水文局先后引进了英国马尔文公司生产的MS2000型和中国丹东百特仪器有限公司生产的BT9300H型激光粒度分布仪，用于2mm以下泥沙颗粒分析。该类仪器均基于经典的激光衍射理论工作，分析结果稳定性高、重复性好。为了使这类仪器很好地应用于长江泥沙颗粒分析，以MS2000型仪器为例，简要介绍了激光粒度仪在长江泥沙颗粒分析应用方面的研究过程，包括仪器的原理、结构、基础参数设置和长江各代表站泥沙颗粒级配特征分析，提出了将激光法分析结果向传统法分析结果转换的思路和方法等。     

激光粒度分析仪测试泥沙粒度的作业要领

介绍了激光粒度分析仪的结构原理和作业要领,认为规范配样加样操作、正确输入并调整有关参数、选择或设计好数据输出报告模板、管理好测试文件、定期进行“标准粒子”测试以及注意消除仪器系统和被测介质中的气泡、保持光学系统的洁净、测试过程观测粒度分布图形峰型等,都是应用激光粒度分析仪测试泥沙粒度的重要环节。     

泥沙颗分消光仪盲样试验成果分析

由于水利水电工程建设和泥沙研究的需要，长江委所属的大多数水文站都开展了泥沙颗粒分析工作。泥沙粒径分布范围广阔，颗粒分析方法多种多样，其中消光仪法是一种涉及到流体力学，分子物理，电化学，光电原理，机械，电器多学科的综合性应用技术，且分析技术复杂，理论性强，因而在分析工作中不可避免地会存在的一些问题，必然影响颗分的成果质量，提出了泥沙颗分消光仪盲样试验成果分析，着重介绍长江各站消光仪的分析工作情况和盲