最新搬运作用3PPT课件.ppt

《最新搬运作用3PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、搬运作用3一、概述风化产物及其他沉积物除部分残留原地外，大部分将被搬运到沉积盆地沉积下来。据统计，河流每年约搬运165亿吨物质，海洋中每年新生成的岩石圈物质约300亿吨(黄润秋，1997)。沉积物的搬运作用和沉积作用常交替进行，并且在过程中也继续发生着风化作用，如化学分解、机械破碎等。三个作用阶段密切联系、又相互独立。（一）搬运介质水（河、湖、海、地下水等）空气（风）冰川生物（二）搬运与沉积方式1.机械搬运与沉积作用对象：碎屑、粘土以及内源颗粒（鲕粒、生物碎屑等）。方式：滑动式、滚动式、跳跃式和悬浮式。机理：受流体力学定理支配。2.化学搬运与沉积作用对象：化学溶解物（真溶液、胶体）。方式：

2、真溶液、胶体或络合物形式。机理：受化学、物理化学定理支配。3.生物搬运与沉积作用（后者大于前者）对象：岩石、水、大气中的元素。方式：光合作用、新陈代谢等形式。机理：受生物物理、生物化学、生物生理定理支配。（三）水流流动状态——层流、紊流与雷诺数自然界的水流流动状态分为：层流——流速缓慢，各质点的流速、方向不变，呈平行线状，分层流动。紊流——流速湍急，各质点的流速、方向随时间而变，运动轨迹不规则，质点混乱、呈漩涡状。临界流——介于上述两者之间。注：随着水流的粘度、密度、管道直径因素改变，流动状态可以转化。转变时的流速称为临界流速。雷诺（ReynoldsNumber，英国物理学家，1883）提

3、出实验室的临界流速计算公式。管道和明渠流条件下层流（A）与紊流（B）关系示意图（曾允孚和夏文杰，1986）紊流层流层流紊流雷诺数与地质意义水流状态判断依据——雷诺数（Re），（无量纲）。Re=惯性力/粘滞力=vdρ/η=vd/υρ——密度v——平均流速d——管道直径υ（η）——粘滞系数对于管道流，Re＜2000为层流，Re＞2000为紊流，Re=2000为临界流。粘滞力大时水体易为层流，惯性力大时水体易为紊流。地质意义：1.任何水体都存在层流和紊流两种流动状态。层流的深度与雷诺数为反相关关系。2.层流有利于沉积物沉积。3.紊流有利于沉积物搬运。（四）水流流动强度——急流、缓流与福劳德数急流

4、——水流在障碍物处形成浪花，迅速越过，上部水面略有升高，不向上游传播，影响范围较小。缓流——水流在障碍物前形成跌落，在障碍物后形成壅高，向上游传播能力强，影响范围较大。临界流——介于上述两者之间。急流（a）缓流（b）遇到障碍物时的流动特点（华东水利学院，1979）急流缓流福劳德数（Fr）与地质意义水流强度判断依据——福劳德数（Fr），（无量纲）。Fr=惯性力/重力=v/v——流速g——重力加速度h——水深分类与地质意义：1.Fr>1，水流强度为急流，也称高流态，对床砂形体破坏大。2.Fr<1，水流强度为缓流，也称低流态，对床砂形体破坏小。3.Fr≈1，水流强度为临界流，也称过渡流态。实验室

5、水道沙床上各种床沙类型特征与水流强度的关系（曾允孚和夏文杰，1986）三、机械搬运与沉积作用（一）牵引流搬运与沉积作用1.水的机械搬运与沉积作用（1）沉积物受力分析与搬运方式水流对底载荷施加的力包括：1）有效重力（W）=重力－浮力2）水平推移力（Px）3）垂直上举力（Py）①浮力②紊流产生的上升涡力③压力差产生的上举力4）底部摩擦力（Pf）5）颗粒间的粘结力（Pc）Px、Py增大有利于颗粒搬运，而W、Pc、Pf增大则不利于颗粒搬运。若：1）Px＞（W+Pc+Pf）－Py，则以滑动方式，如砾石；2）Px与Py形成合力＞W与Pf形成合力，则以滚动方式，如砾石；3）Py与W反复无常变化时，则以跳

6、跃方式，如砂粒；4）Py始终大于W时，则以悬浮方式，如粉砂、粘土。重力摩擦力和粘结力推移力浮力和上举力合力河床底部水流对碎屑颗粒的三种搬运方式（R.C.Selly，1982）合力跳跃方式搬运理想模型伯诺利方程：p/ρ+gy+v2/2=常数p---压力ρ---水密度y---距床沙底面的高度v---流速意义：流速与压力呈反相关关系。流速快部位形成的压力低，流速慢部位形成的压力高，压力差形成上举力，上举力与颗粒的跳跃高度成正比。例如飞机机翼上下的差异性。经计算得出的在槽底流过一个圆柱体的理想流体流态（Blatt等，1972）（2）碎屑搬运、沉积与流体流速的关系碎屑在牵引流中的搬运与沉积，与颗

7、粒大小有关，而颗粒大小又与流体流速相关。其相互关系见尤尔斯特隆图。经森德伯格修改的尤尔斯特龙图解（ASundborg，1956）水力学意义1）沉积物的侵蚀（始动）速度大于搬运速度。2）＞2mm的砾石，要求始动速度和沉积速度差值不大，且随着粒度增大而增高，说明砾石难以侵蚀，极易沉积，不易长距离搬运。多沿河床底部滚动式推移前进。3）0.05～2mm的砂粒，尤其是细砂，要求始动速度与沉积速度相差也不大，而且始动速度最小，易搬运