粗细化过程中的非均匀沙起动流速论文

《粗细化过程中的非均匀沙起动流速论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、粗细化过程中的非均匀沙起动流速论文摘要：本文对处于淤交替（粗化细化）过程下的宽级配非均匀沙起动特点进行了分析，文中首先探讨了均匀沙起动流速的表达方式，然后引入非均匀沙暴露高度和泥沙粒径的关系和研究成果，导出了宽级配非均匀沙分级起动流速的计算公式，通过实验资料检验符合良好。关键词：起动流速非均匀沙粗化过程1前言长江上游天然河流中的床沙组成均为宽级配非均匀泥沙，其输移过程具有明显的特点，许多学者在这一领域取得了进展。非均匀沙的起动问题，作为研究泥沙输移、河渠稳定设计、冲刷过程和模型设计等问题的基础.freelaterialexposure3考虑床沙粗化及隐暴作用的起动流

2、速通过水槽实验和野外实测3，获得非均匀沙部分可动和全部可动条件下的暴露度和粒径关系的资料。根据对这些资料的分析，床沙暴露度的定义如图1所示。全部可动时i＝A(dA-di)(1)其中部分可动时(2)d*c＝γHJ/0.024(γs-γ)式中i是粒径为di的颗粒的暴露高度；ΔPi为i粒径组所占床沙百分比；N、M分别为全部床沙的分级数和did*c的分级数；dA为床沙代表粒径；d*c为床沙置调整的最大可动粒径；A为床沙位置特征参数。A值越大，粗化程度越强，细颗粒泥沙受到的荫蔽作用也越强。A是表征床沙位置关系和粗化状态的重要特征参数。非均匀沙的起动流速，可在均匀沙起动流速的基

3、础上，引入粗细颗粒间相互影响的参数后获得。对于均匀沙粗细颗粒的起动流速，分别有大量公式。华国祥1于1965年提出了一种均匀沙起动流速计算方法。通过受力分析并采用指数流速公式，可得(3)对于粗颗粒泥沙，f、Cd和CL近似为常系数，因而有(4)对于极细颗粒泥沙，华国祥的研究表明(5)由此可得代入式(5)，有(6)以上粗颗粒和细颗粒的起动流速表达式可统一表达为(7)式中K1和K2为待定系数。若由实际资料适线，得K1＝1.15，K2＝10，则(8)图2点绘了公式(8)和实验资料的对比，说明起动流速公式(8)是可行的。和均匀沙相比较，细颗粒(didA)位于平均床面之下i，要达

4、到和均匀沙时同样的起动，则di(didA)粒径的颗粒的粒径需要加大到di＝i-di＝A(dA-di)，才能使其顶部达到平均床面，和均匀沙时有同等的起动条件，因此，非均匀床沙中细颗粒泥沙与均匀沙时相比的等效粒径为d*i＝di+A(dA-di)(9)对于粗颗粒泥沙(didA)，位于平均床面以上i，要达到均匀沙时同样的起动，则di粒径的颗粒需要减小至di-A(di-dA)＝di+A(dA-di)，才能使其顶部位于平均床面上，和均匀沙时有同样的临界起动条件。而对于did*c的颗粒的等效粒径，d*i＝di＋A(dA-d*c)。综上所述，非均匀沙等效粒径可表达为图2式(8)与实

5、验资料的对比parisonbetula(8)andexperimentdata(10)将等效粒径d*i代入均匀沙起动流速公式(8)，有(11)Checkoftheequivalentdiameter式(11)就是考虑粗细颗粒间隐暴作用的非均匀沙分组起动流速公式。图3为公式(10)和实测资料的对比。由图３可知，计算值和实验值吻合良好。４结论本文论述了处理冲淤变化情况下的粗细泥沙起动特性，表明泥沙起动不仅与水流强度、泥沙粒径大小有关，还与床沙粗化细化程度有关。在引入非均匀沙暴露高度和泥沙粒径的关系和等效粒径后，导出了宽级配非均匀沙分级起动流速的计算公式图3等效粒径验证图

6、与实验资料检验符合良好。