【摘要】：飽和砂土在液化狀態(tài)下呈現出非牛頓流體的特性,而常規(guī)動力試驗要獲得穩(wěn)定的液化狀態(tài)比較困難。采用塑料砂和相等密度的氯化鈉溶液配制成了有效應力接近于0的飽和懸浮塑料砂試樣,基于流體力學低雷諾數繞球流動理論并結合粒子成像測速(PIV)技術,開發(fā)了飽和懸浮塑料砂流動特性的試驗裝置。利用緊貼透明模型箱內壁的半球在飽和懸浮塑料砂中運動時塑料砂顆粒的運動來分析其流動特性,并通過拉力與速度的關系計算飽和塑料懸浮砂的表觀黏度。試驗結果表明,飽和塑料懸浮砂試樣是剪切稀化非牛頓流體,可作為液化砂土的相似材料用于液化問題的研究�；谠囼炛械募氂^規(guī)律,提出了零速度線、剪切區(qū)、剪切角、剪切區(qū)高度等實用概念。研究表明,拖球速度對剪切角有重要影響,速度越大,剪切角也越大,相應剪切區(qū)也越大。剪切區(qū)高度反映了拖球運動方向的影響范圍,提出拖球試驗中應保持球體形心與邊界之間的距離要大于6倍球體直徑。分析了拖球試驗中的孔洞產生機制,提出在拖球和拖管試驗中,應降低拖球的運動速度,以符合低雷諾數繞球(管)流動的基本理論。
[Abstract]:Saturated sand presents the characteristics of non-Newtonian fluid in liquefaction state, but it is difficult to obtain stable liquefaction state by conventional dynamic test. A saturated suspension plastic sand sample with effective stress close to 0 was prepared by using plastic sand and sodium chloride solution of equal density. Based on the theory of low Reynolds number flow around the sphere in hydrodynamics and the particle imaging velocimetry (PIV) technique, An experimental device for the flow characteristics of saturated suspended plastic sand was developed. The flow characteristics of plastic sand particles in saturated suspended plastic sand are analyzed by using the movement of the hemispheres close to the inner wall of the transparent model box. The apparent viscosity of the saturated plastic suspended sand is calculated by the relationship between the tension and the velocity. The experimental results show that the saturated plastic suspended sand sample is a shear-thinning non-Newtonian fluid and can be used as a similar material for liquefaction study. Based on the mesoscopic law in the experiment, the practical concepts of zero velocity line, shear zone, shear angle and shear zone height are put forward. The results show that the velocity of the ball has an important effect on the shear angle, and the larger the velocity, the bigger the shear angle and the larger the shear zone. The height of the shear zone reflects the influence of the direction of the towing ball. It is suggested that the distance between the center of the ball shape and the boundary should be kept more than 6 times the diameter of the ball in the towing test. The mechanism of hole formation in towing ball test is analyzed. It is suggested that the velocity of towing ball should be reduced in order to accord with the basic theory of low Reynolds number flow around the ball (tube).
【作者單位】： 河海大學巖土力學與堤壩工程教育部重點實驗室;河海大學土木與交通學院;
【基金】：國家自然科學基金面上項目(No.51379067,No.51679072) 重點國際合作研究項目(No.51420102013) 教育部創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃(No.IRT_15R17)~~
【分類號】：TU441

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本文編號：2413368