泥沙干容重的预测计算
2010-07-16凌小凤陈丽娜
水道港口 2010年5期
王 兵 ,詹 磊 ,殷 俊 ,凌小凤 ,陈丽娜
(1.山西省汾河中下游水务管理局,太原030002;2.长江航道测量中心,武汉430010;3.武汉科梦环境工程有限公司,武汉430074;4.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072)
泥沙干容重是指原状沙样被烘烤105°C后的重量与其原状体积之比,是泥沙的基本物理特性之一,广泛涉及局部冲刷计算、河道演变分析、水库冲淤计算及河流模拟等问题的研究,因其具有理论意义及实用价值而为学者们广泛关注。
E.W.Lane和V.A.Koelzer[1]共同提出了包含有泥沙粒径、水库运行方式及淤积历时等影响因素的干容重经验公式。通过引入有效应力分布假设及干容重与孔隙比的近似关系,韩其为等[2]将泥沙颗粒视为球体,考虑薄膜水的影响,按照无交错排列方式,成功地从理论上给出了淤积物初期干容重的计算方法。文献[3]又进一步给出了计算淤积物密实干容重变化的计算公式。张耀哲[4]引入浑限空隙率的概念,建立了初始干容重、稳定干容重及淤积过程干容重的计算公式,该公式部分考虑了浆体结构对干容重的影响。文献[5]则从浑水容重与含沙浓度间的变化规律入手,建立了非均匀沙干容重的计算公式。
影响泥沙干容重的主要因素是粒子形状和絮网结构。当颗粒群中粒子排列形式不同时,因粒子形状的不同,空隙率必有不同;即便是同一种形状,考虑不同的排列形式,空隙率仍然有变化。文献[6]针对均匀、无交错及有序排列情况,探讨了旋转椭球及球态粒子的干容重计算方法。……
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