河流动力学三.pptx
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1、有关泥沙运动的一些基本概念有关泥沙运动的一些基本概念1、泥沙起动是泥沙运动理论中最基本的问题之一,也是研究工程泥沙问题时首先遇到的问题。早在19世纪就提出了泥沙起动的概念,20世纪初开始了系统的研究,至今仍在继续。2、泥沙的起动是指水流底部床面上的泥沙由静止开始运动,相应的水流条件成为起动条件。当泥沙颗粒的粒径、密度等已知时,泥沙开始运动时的流速被称为起动流速。3、由于作用在泥沙颗粒上的流速是水流底部流速,而在实用上多换算成沿水深的平均流速(垂线平均流速),因而起动流速泛指这两种流速。第一有关泥沙运动的一些基本概念有关泥沙运动的一些基本概念第一3、表示泥沙起动条件的除起动流速外,还有一个常用指
2、标:起动拖曳力(欧美应用较多),即泥沙开始起动时床面底部水流的切应力。泥沙起动的随机性和起动判别标准泥沙起动的随机性和起动判别标准第一1、泥沙起动的随机性泥沙颗粒大小、形状的随机性泥沙颗粒所处位置的随机性流速和拖曳力的随机性2、泥沙起动的判别标准弱动中动普动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床面泥沙颗粒的受力情况床面泥沙颗粒的受力情况分析和床面泥沙颗粒的受力情况分析和起动条件起动条件均匀沙散粒体及粘性泥沙的统一起动流速公
3、式均匀沙散粒体及粘性泥沙的统一起动流速公式第一1、张瑞瑾公式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长度和时间单位分别用m,s2 2、唐存本公式、唐存本公式、唐存本公式、唐存本公式 唐存本结论2 2、唐存本公式、唐存本公式、唐存本公式、唐存本公式 与粒径,干密度有关3 3、窦国仁公式、窦国仁公式、窦国仁公式、窦国仁公式 0.17mm唐存本公式唐存本公式窦国仁公式窦国仁公式张瑞瑾公式张瑞瑾公式起动流速公式与实测资料的对照均匀非粘性泥沙的起动流速公式均匀非粘性泥沙的起动流速公式沙莫夫公式冈恰洛夫公式张瑞瑾公式均匀沙散粒体及粘性泥沙的起动拖曳力公式均匀沙散粒体
4、及粘性泥沙的起动拖曳力公式希尔兹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启动条件表达方式的比较启动条件表达方式的比较从促使泥沙运动的动力来考虑从促使泥沙运动的动力来考虑1940年怀特做过这样的研究,设计了特殊水槽,水槽中的拖曳力沿程不变而流速沿程变化,两组实验发现,泥沙起动在全试验段发生。说明,水流拖曳力是泥沙起动的直接原因。启动条件表达方式的比较启动条件表达方式的比较启动条件表达方式的比较启动条件表达方式的比较从床面紊动的从床面紊动的影响考虑影响考虑莱尔斯曾在四种不同粗糙度的床面上进行过实验考虑到紊动对泥沙起动的影响,起动拖曳力作为临界指标优于起动流速泥
5、沙颗粒的几种运动方式泥沙颗粒的几种运动方式泥沙颗粒的几种运动方式泥沙颗粒的几种运动方式床面泥沙颗粒的不同位置接触质颗粒突出,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。流速逐渐增大悬移质漩涡带动泥沙颗粒在水中悬浮前进。层移质成层运动的泥沙颗粒较少使用按运动形式及性质划分推移质(水流势能)悬移质(紊动能)按来源和造床作用划分床沙质(交换)冲泻质(下泻)思考题思考题你对几个粘性均匀沙起动流速公式作何评价?泥沙的起动:泥沙起动中存在的问
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