淤积固结后粘性泥沙冲刷运动规律试验研究

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粘性泥沙颗粒细,比表面积大,广泛地存在于水库、河口地区中,并在这些地区的水流因素作用下逐渐淤积固结,对这些地区的河床演变及治理产生重要影响。如当库区泥沙淤积历时较长时,粘性泥沙在水压力作用下逐渐固结密实,增强了河床的抗冲性,表现出“淤积容易冲刷难”等问题;诸多冲积河流中河床及河岸的冲刷也与粘性泥沙起动冲刷问题有关,如黄河小北干流及渭河流域发生的高含沙洪水作用下的“揭河底”冲刷现象;在流域的水电资源开发及治理过程中都会遇到许多与粘性泥沙基本运动规律有关的问题,对粘性泥沙基本运动规律的研究越来越受到人们的关注,研究淤积固结条件下粘性泥沙的冲刷及运动规律问题更具有重要理论和实际工程意义。本文主要通过室内水槽试验研究,加强对粘性泥沙的冲刷和运动规律的认识。本文的主要研究内容主要包括以下几个方面:(1)评述粘性泥沙起动冲刷问题的背景和意义及研究现状,提出本文的研究思路。(2)分析不同地区、不同水流条件下淤积物特性与起动冲刷特性的联系,然后具体指出不同物质组成及淤积固结特性对起动冲刷的影响作用。(3)通过室内淤积固结试验研究在淤积固结条件下粘性泥沙的密实固结过程,干容重随淤积历时的变化。在此基础上利用封闭矩形管道水槽试验方法研究在淤积固结条件下淤积历时、淤积干容重、水流条件对粘性泥沙冲刷率的影响,提出了冲刷率公式并进行了验证。(4)介绍了粘性泥沙的成团作用,并分析了该作用对粘性泥沙淤积、起动、冲刷和淤积过程的影响。通过改进后的水槽试验系统研究粘性泥沙起动后的运动规律。分析悬移质含量随水流条件和泥沙组成的变化,初步研究粘性泥沙在运动状态间的转换机理。(5)结论与展望,对研究中存在的问题进行了总结和探讨,并对今后的研究工作提出建议和展望。
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