水下泥石流的低阻力運(yùn)動(dòng)特性研究是研究水下泥石流運(yùn)動(dòng)機(jī)理的重要內(nèi)容,水下泥石流底部的水壓對(duì)泥石流運(yùn)動(dòng)阻力有重要影響。為此,采用旋轉(zhuǎn)水槽實(shí)驗(yàn)室模擬水下泥石流的低阻運(yùn)動(dòng),實(shí)測(cè)水下泥石流視摩擦角;采用新開發(fā)的測(cè)量系統(tǒng),實(shí)測(cè)水下泥石流底部的水壓,評(píng)估水下泥石流底部的靜水壓和附加水壓。試驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明,在水下泥石流底部的附加水壓與水下泥石流的低阻力運(yùn)動(dòng)密切相關(guān):水下泥石流密集流的最大厚度為12 mm的條件下,附加水壓最大值達(dá)69 Pa。研究成果為揭示水下泥石流低阻力運(yùn)動(dòng)機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),新開發(fā)的測(cè)量系統(tǒng)為低阻力運(yùn)動(dòng)泥石流的水壓測(cè)量開辟新途徑。

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【部分圖文】：

圖1 旋轉(zhuǎn)水槽試驗(yàn)

水下泥石流制作設(shè)備為旋轉(zhuǎn)水槽(圖1)(Dengetal.,2017)。試驗(yàn)中的水槽直徑29icm，寬度6icm。在兩組試驗(yàn)中，分別使用兩種粒徑的石英砂(密度2.65iton·m-3)，即300目(48iμm)硅砂和20～40目(850～425iμm)硅砂。前者較細(xì)，在本文中成....

圖2 水槽勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在水槽勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩組試驗(yàn)的β如圖2所示。兩組試驗(yàn)得到的β差異明顯:(1)L組的運(yùn)動(dòng)不如S組穩(wěn)定，導(dǎo)致β有較大的波動(dòng)，同一個(gè)速度v對(duì)應(yīng)的β的上下限之間的差異達(dá)到10°;S組的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性較好，除了v=0.11im·s-1情況下有小波動(dòng)導(dǎo)致對(duì)應(yīng)β的上下限之間的差異達(dá)到1.4°之外，....

圖3 水槽停止轉(zhuǎn)動(dòng)后槽底水壓歷史

式中:Δusus為懸浮流引起的附加水壓;Δuden為密集流引起的附加水壓。由圖3b的試驗(yàn)結(jié)果可知，Δusus懸浮流引起的水壓變化比較小。Δuden由兩部分組成:圖4判斷轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)刻(t=0)

圖4 判斷轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)刻(t=0)

圖3水槽停止轉(zhuǎn)動(dòng)后槽底水壓歷史式中:Δuvol為密集流骨架的體積變化引起的附加水壓;Δunon-vol為密集流骨架的體積變化之外的因素引起的附加水壓。Δuvol的典型表現(xiàn)是超孔隙水壓(Dengetal.,2011)，即剪切時(shí)由于土體的剪縮(或剪脹)引起土體骨架的體積減小(或....

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