本文關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江口非均勻沙沉速研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：沉速是輸沙力學(xué)的重要課題和泥沙數(shù)學(xué)模型的主要參數(shù)之一。沉速是研究泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和河道沖淤的關(guān)鍵內(nèi)容,其重要性不言而喻。由于泥沙運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性,現(xiàn)有沉速研究多限于均勻沙,而天然水流中均為非均勻沙。因而,對(duì)非均勻沙沉速進(jìn)行研究有著重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值。縱觀國(guó)內(nèi)外對(duì)于泥沙沉速的研究,滯性區(qū)和紊流區(qū)的均勻沙沉速已基本解決,過渡區(qū)的沉速一直是薄弱環(huán)節(jié),特別由于非均勻沙沉降運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性,至今針對(duì)非均勻沙過渡區(qū)沉速的研究甚少,尚無統(tǒng)一的計(jì)算方法。本文提出一種新的基于高速攝像測(cè)量泥沙沉降速度的試驗(yàn)方法,即高速攝像法。與傳統(tǒng)沉速測(cè)量方法相比,高速攝像法具有高精度計(jì)時(shí)能力和記錄能力,因而其精度更高。通過多次重復(fù)的單顆粒靜水沉降試驗(yàn)以測(cè)定非均勻沙中各粒級(jí)最大粒徑顆粒的沉速。由于非均勻沙級(jí)配連續(xù),重復(fù)測(cè)試所得沉速的最大值為該分級(jí)泥沙中最大顆粒的沉速,且為上一粒級(jí)最小顆粒沉速。試驗(yàn)結(jié)果表明,過渡區(qū)沉速實(shí)測(cè)值比規(guī)范公式計(jì)算值明顯偏大,粒徑越小,增幅越大。根據(jù)沉降時(shí)外力平衡,實(shí)測(cè)沉速越大,意味著一般阻力公式中沉速的次方越小。為此考慮過渡區(qū)阻力跟紊流阻力與滯性阻力的幾何平均值成正比,據(jù)此推導(dǎo)過渡區(qū)單顆粒泥沙的靜水沉速公式。用沉降試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定沉速公式的系數(shù),發(fā)現(xiàn)沉速公式得到的計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合度良好,說明該公式適用于過渡區(qū)單顆粒泥沙的靜水沉速。非均勻沙沉降試驗(yàn)在含原樣本沙樣的混合液中進(jìn)行,取分級(jí)染色沙樣本進(jìn)行沉降,根據(jù)高速攝像法測(cè)定沉降最快的顆粒速度,即分級(jí)染色沙中最大顆粒的沉速。取長(zhǎng)江口泥沙為試驗(yàn)用沙,測(cè)定了4種低濃度溶液中5個(gè)粒徑染色沙的靜水沉速。試驗(yàn)結(jié)果表明,非均勻沙沉速大于單顆粒沉速,系不同粒級(jí)顆粒之間的相互作用即隱暴效應(yīng)所致。非均勻沙的隱暴效應(yīng)可用相對(duì)粒徑和幾何方差來反映,在過渡區(qū)修正沉降公式的基礎(chǔ)上,引入隱暴系數(shù),通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定相對(duì)粒徑和幾何方差的指數(shù),建立起非均勻沙過渡區(qū)沉降速度公式。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值符合良好,表明本文提出的非均勻沙過渡區(qū)沉速公式精度較高。
【關(guān)鍵詞】：沉速 非均勻沙 長(zhǎng)江口 過渡區(qū) 高速攝像 隱暴效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV149
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3 本文研究工作19-21
• 2 沉速測(cè)定的高速攝像法21-37
• 2.1 試驗(yàn)原理21-24
• 2.2 試驗(yàn)儀器24-29
• 2.3 操作方法及流程29-35
• 2.4 誤差分析35-37
• 3 單顆粒的靜水沉降37-54
• 3.1 靜水沉速公式簡(jiǎn)析37-44
• 3.2 單顆粒靜水試驗(yàn)44-48
• 3.3 單顆粒靜水沉速公式修正48-51
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析51-54
• 4 非均勻沙勻速沉降54-70
• 4.1 非均勻沙沉速試驗(yàn)54-60
• 4.2 隱暴系數(shù)60-62
• 4.3 非均勻沙沉速公式修正62-67
• 4.4 結(jié)果分析與討論67-70
• 5 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 作者簡(jiǎn)歷78

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本文編號(hào)：319629