泥沙在驻波条件下的沉降规律

泥沙沉积是海洋和河道中的一个常见现象,沉积后泥沙在表观形态上表现为沙波。文章通过建立二维泥沙沉降模型,研究了驻波场中泥沙沉降的规律,对沙波的形成机理作了初步的探讨。研究发现泥沙直径、水深、波幅、波数均对泥沙的沉降轨迹有重要影响,但是投放位置xo/L为0、0.5和1的泥沙的落地点和初始投放位置之间没有位移,表明了沙波形成与波浪场关系很大。     

黄骅港泥沙静水沉降特性研究

利用黄骅港海域床面表层泥沙进行不同颗粒级配的粉沙类泥沙静水沉降试验,揭示粉沙群体中不同粒径组分的分选沉降现象,给出不同颗粒级配泥沙在不同含沙量情况下沉降泥沙质量随时间的变化曲线,提出不同百分比沉降质量的代表沉速概念,给出黄骅港不同级配泥沙的代表沉速,指出粉沙类泥沙回淤问题的物模或数模研究需要根据实际情况合理选取代表沉速。     

基于MP-PIC方法的泥沙静水沉降三维数值模拟研究

以MP-PIC模型为基础,采用Eulerian-Lagrangian方法,建立了描述泥沙静水沉降的三维数值模型,研究了网格敏感性、单颗粒沉速和群体颗粒制约沉降等问题。结果表明,当采用2～5倍泥沙粒径的网格尺度时,颗粒沉速模拟结果与已有经验公式相差较小,推荐使用该尺度网格模拟泥沙颗粒运动。不同粒径单颗粒泥沙沉速模拟结果与已有实验结果及经验公式吻合较好,模型可以描述不同大小泥沙颗粒运动。不同体积浓度的群体颗粒沉降特征具有中间区域颗粒沉速较大,靠近边壁处沉速较小的趋势,与Peysson等人的实验结果一致,同时群体颗粒制约沉速与理论公式也较为接近,采用MP-PIC方法能够很好地对泥沙颗粒静水沉降进行三维数值模拟研究。     

悬移质泥沙变态模型的沉降相似问题

变态河工模型垂线流速分布是不相似的。以此为基础对悬移质泥沙变态模型的沉降相似问题进行了探讨。结果表明 ,变态模型的泥沙沉降是不相似的     

潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评I——基本概念与研究方法

在河口海岸研究领域,泥沙沉降速度是泥沙研究基础理论体系中一个最基本、最核心的物理量,它是直接表征泥沙动力学特征和影响河床底部淤积通量最重要的控制参数之一。综述分为3篇,第1部分主要从沉降定义入手分析,厘清基本概念,总结分析了细颗粒泥沙沉降速度研究方法。到目前为止,细颗粒泥沙沉降过程的环境敏感性特征已经得到普遍的认可,脱离一定的沉降环境,纯粹而笼统地认为向下运动的速度是对细颗粒泥沙沉降速度的曲解。在理论计算、室内试验和现场测量3类研究手段中,建议采用室内试验方法,但测控设备需进一步改进。     

粘土含量对粉沙质泥沙沉降速度的影响

通过对泥沙沉降试验结果进行统计整理和理论分析,研究了粘土含量对粉沙质泥沙沉降速度的影响。结果表明:泥沙沉降速度同时受泥沙中值粒径d50和粘土含量p0.004控制;沉降速度ω随泥沙中值粒径d50增大而增大;粘土含量较小时,沉速随p0.004增大而减小,粘土含量较大时,沉速随粘土含量增大而增大;粘土含量对泥沙沉速影响的分界点为20%~25%。     

压载水舱泥沙淤积原因和冲淤新方法

东海海水含沙量较高,船舶压载水舱等部位易形成泥沙沉积,增加船舶负重及油耗等运营费用。文章分析了船舶压载水舱泥沙淤积原因,模拟研究了泥沙沉降特征,提出了基于气动冲淤方式的压载水舱泥沙治理新方法。     

粘性泥沙动水沉降特性研究

河口、海岸带粘性泥沙的动水沉降特性不仅受到潮流、波浪等动力因素的作用,而且还受到盐度、含沙量和水温等因素的影响,为掌握粘性泥沙的动水沉降特性,作者通过环形水槽试验,着重探讨了水流速、含沙量、盐度和水温等对粘性细沙沉降的影响,结果表明,粘性泥沙的动水沉降主要受制于动力因素的影响,而随流速的减小,含沙量、盐度的影响逐渐明显.在低含沙量情况下,水温对沉降有较大影响,必须加以修正.     

环形水槽机理与应用研究

通过对环形水槽水流测试,得出流速垂向和径向分布.依据泥沙动水沉降试验,分析横向流对泥沙沉降影响,指出环形水槽应用前景。     

航道整治工程水流泥沙数值模拟

泥沙冲淤变化是航道整治工程的主要原因,泥沙的沉降、扩散、起动与交换都与水流的作用密切相关。本文采用有限元法建立的二维水流泥沙控制方程,对航道整治工程中水动力和冲淤、河床变形进行了模拟,取得了较好的效果。     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

海河流域骨干河道泥沙特性试验

河道淤积是海河流域治理需要解决的关键问题之一,而掌握淤积泥沙的特性是治理河道淤积的基础,本文通过现场取样后的土工颗粒试验、泥沙起动水槽试验、泥沙沉降试验,初步研究了海河流域几条骨干河流的泥沙特性,为河道淤积问题的治理提供支持。     

细颗粒泥沙絮凝现象研究综述

概述了河口泥沙絮凝研究工作中有关絮凝机理、絮凝特性、影响河口细颗粒泥沙絮凝的若干因子。一般研究表明,泥沙颗粒越细,絮凝现象就越明显。絮团的沉降速度主要取决于絮团密度和絮团大小。水流一方面能加强细颗粒泥沙的相互碰撞,促进絮凝作用的发生,另一方面水流又具有剪切破坏作用,因此水流对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响表现为在低流速时的促进絮凝作用和高流速时的阻滞絮凝作用。     

环形水槽在泥沙研究中的应用

环形水槽由环形槽,剪力环和使环形槽、剪力环运转的驱动部组成,是目前研究细颗粒泥沙运动规律的较理想设备。天科所的环形水槽自1986年建成以来,已进行了天津新港等十几个地区原体泥沙的起动、动水沉降、水流挟沙能力、推移质输沙率等试验。经验表明:环形水槽在泥沙研究中的应用是多方面的,所得结果基本符合天然泥沙的运动过程和基本规律。     

静动力排水固结法处理吹填海相泥沙软基试验研究

为加固吹填海相泥沙形成的软土地基,在汕头市东海岸围海造地的吹填区域内,进行堆载预压的静态排水固结法、强夯施工的动力排水固结法等试验,采用“降水+堆载+强夯”的静动力排水固结法加固吹填海相泥沙形成的软土地基。通过现场测试,研究施工过程中各层地基沉降、水位和孔隙水压力、土体位移变化情况,对处理前后的地基进行土工试验和原位测试研究,并验证该方法对海相泥沙的处理效果。研究表明,静动力排水固结法显著提高吹填软土地基的承载特性,可广泛应用于围海造地软基加固工程中。     

不同导堤高程下射阳港区进港航道的淤积变化

粉沙质海岸泥沙具有易起动、易沉降、密实快的特点,对港口航道维护具有较大影响。通过双导堤布置形式来降低港池航道的回淤,是射阳港区进港航道整治工程中的关键。采用模型试验对不同堤顶高程下港区进港航道的泥沙淤积量及分布情况进行研究。分析表明,堤顶高程在平均高潮位附近可在工程造价和减淤效果两方面均取得较好的结果,可供类似工程设计时参考。     

潮汐环境下细粒泥沙沉降速度研究述评Ⅱ——计算方法与公式*

作为“潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评”的第二部分,详细介绍了在潮汐环境下确定细颗粒泥沙沉降速度的计算公式与相关方法。通过正式文献可以考证的,关于细颗粒泥沙沉速的计算公式逾百种,每个公式均有其一定理论或经验的背景,本文系统地分析并对比了不同背景的计算公式和方法：1）以粒径为主要因子的半经验公式（武水公式、Stocks公式等）,忽略了细颗粒泥沙的基本沉降特性;2）以含沙量为主要变量的泥沙沉速经验公式,不同研究者得到的结果或者公式的参数差异较大,在没有确认其计算条件、计算方法、测量工具、适用条件前,需谨慎选择,不能简单吸纳,尤其是在盐淡水混合的潮汐环境下,其相关关系和影响因子具有较强的特定性;3）劳斯公式拟合法所得的“有效沉速”,在计算过程把不同因子导致的泥沙颗粒向下的运动均归为泥沙重力沉降过程,物理概念不清晰;4）麦克劳林公式计算细颗粒泥沙沉速,符合沉速的物理定义,其理论性和物理意义也较强。     

重庆河段泥沙模型测控技术

介绍“重庆河段泥沙模型计算机自动测控系统”以及对流量、流速、水位等多种物理量实现计算机实时测量与控制技术,着重介绍应用透光法实时测量含沙量、沉降法测量颗粒粒径的计算机测量原理与方法。该系统的应用大大提高了泥沙模型试验自动化测量控制水平,提高了工作效率。     

斜坡式海堤工后沉降和越浪量研究*

针对斜坡式海堤工后沉降和越浪量问题,以温州浅滩一期围涂斜坡式海堤为研究对象,分析了海堤工后断面堤顶沉降量和断面形式。通过典型断面模型试验获得了不规则波作用下海堤工后平均越浪量,分析了越浪量的影响因素。结果表明：1）南围堤和东围堤各断面堤顶沉降量是不均匀的,沉降和泥沙淤积导致断面形式发生了明显的改变;2）采用波浪斜向入射系数对海堤工后平均越浪量进行修正,南围堤和东围堤典型断面影响因素变化导致越浪量发生规律变化,海堤工后越浪量满足规范要求。     

潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评Ⅱ——计算方法与公式

作为"潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评"的第二部分,详细介绍了在潮汐环境下确定细颗粒泥沙沉降速度的计算公式与相关方法。通过正式文献可以考证的,关于细颗粒泥沙沉速的计算公式逾百种,每个公式均有其一定理论或经验的背景,本文系统地分析并对比了不同背景的计算公式和方法:1)以粒径为主要因子的半经验公式(武水公式、Stocks公式等),忽略了细颗粒泥沙的基本沉降特性;2)以含沙量为主要变量的泥沙沉速经验公式,不同研究者得到的结果或者公式的参数差异较大,在没有确认其计算条件、计算方法、测量工具、适用条件前,需谨慎选择,不能简单吸纳,尤其是在盐淡水混合的潮汐环境下,其相关关系和影响因子具有较强的特定性;3)劳斯公式拟合法所得的"有效沉速",在计算过程把不同因子导致的泥沙颗粒向下的运动均归为泥沙重力沉降过程,物理概念不清晰;4)麦克劳林公式计算细颗粒泥沙沉速,符合沉速的物理定义,其理论性和物理意义也较强。