河流动力学三.pptxVIP

河流动力学三;有关泥沙运动的一些基本概念;泥沙起动的随机性和起动判别标准; 当水流经过有松散泥沙颗粒组成的河床时，床面上的沙粒将承受拖曳力和上举力。对于很细的颗粒来说，抗拒水流作用力的除了泥沙颗粒的重力之外，还有相邻颗粒之间粘结力。 粗颗粒泥沙的起动时的受力情况和细颗粒的泥沙有很大的不同 ;;均匀沙散粒体及粘性泥沙的统一起动流速公式 ;第7页/共40页;第8页/共40页;取作用流速的特征高度y=ad ，a为系数。将作用临界流速转化为垂线平均临界流速Uc;2、唐存本公式 ;第11页/共40页;唐存本结论 ;2、唐存本公式 ;3、窦国仁公式 ;第15页/共40页;第16页/共40页;;均匀非粘性泥沙的起动流速公式;均匀沙散粒体及粘性泥沙的起动拖曳力公式 希尔兹起动拖曳力公式;;启动条件表达方式的比较;启动条件表达方式的比较;泥沙颗粒的几种运动方式; 接触质 颗粒突出，受到的拖曳力比较大，多以滑动方式起动，启动后往往改为滚动，在运动过程中经常与河床保持接触。; 跃移质 位于成排沙粒前缘的颗粒，易在上举力和拖曳力的力矩作用下滚动，遇到下图的（b）位置，上举力会突然增大，泥沙颗粒跃起。;;悬移质漩涡带动泥沙颗粒在水中悬浮前进。;按运动形式及性质划分;思考题;泥沙的起动：泥沙起动中存在的问题?由于泥沙颗粒处于床面的位置及作用在颗粒上的水流速度等是随机的，故泥沙起动具有随机性。最早将起动作为一个随机事件进行研究的是Einstein(1950)。在此之前，通常以临界起动无因次切应力Θc或临界起动流速Vc作为判别床面泥沙起动的标准，并将起动现象作为一个确定性的问题来研究。当水流拖曳力或水流流速大于临界拖曳力或临界起动流速时，床面上的泥沙颗粒将起动，从起动的平均情况来说，这是正确的。但进一步的研究表明，在水流小于起动临界条件时，床面上就有泥沙起动；而在水流大于起动临界条件时，床面上还存在没有起动的泥沙，这是因为上述确定性处理方法将起动问题作为一个必然事件来研究，实际上床面泥沙起 动是随机的。;;;; 颗粒间存在着吸力。对于略大的颗粒，其吸力远???于颗粒的重力，从而表现为无粘性颗粒。对于细颗粒，此吸力远大于颗粒的重力，成为粘结力。粘结力的大小，除与司’一物性质等物理和化学因素有关外，还与颗粒大小有关。对于粒径分别为d，和d:的两个球体间的粘结力，从理论上可以得出其值与两个粒径乘积的平方根成i1比/z}。另一方面又与两个颗粒的间距成反比，即与颗粒密实程度有关。颗粒愈密实，颗粒间的间距就会小，从而粘结力也就愈大。试验资料表明，此粘结力F,可表述为 ; 在泥沙颗粒周围有水膜环绕，其最贴近颗粒表面的薄膜水，是非自由水，具有某种固体性质，其压力传递不符合巴斯克尔定律，因而在两颗粒接触面积上受到上边水柱压力的作用。作者于1958年通过交义石英兹试验首次证实了此力的存在[’]，万兆惠等[3]于1990年通过竹道加压试验证实了此力对细颗粒泥沙起动的显著影响。因而在研究泥沙起动问题时需要考虑水柱的压力。设两颗粒间承受水柱压力的厚度为26,颗粒直径均为d，则承受水柱压力的面积味为}r}b, 6是薄膜水厚度和粒径的函数。试验表明，随着颗粒的减小，水柱压力的影响急剧增大，呈非线性关系，因此假定6值与薄膜水厚度的3/ 2次方成}}比，与粒径的1/ 2次方成反比，即。=cS}d-抓其中。为薄膜水厚度参数，具有长度量纲。水柱压力也与粘结力一样，都与床面颗粒密实程度有关，即与床面泥沙的十容重有关。因此水柱对床面泥沙颗粒的压力F}可表述为： ;第36页/共40页;第37页/共40页;第38页/共40页;题目;感谢观看!