粘性非均勻沙的起動與沖刷研究.pdf

1、在一些強(qiáng)沖積性河流特別是河口區(qū)，由于洪水或洪水和潮流共同作用，河床的沖淤變化十分劇烈。研究河床最大沖刷深度，對于工程安全設(shè)計(jì)具有重要意義，本文通過對錢塘江河床泥沙起動、沖刷機(jī)理研究和模型沙水槽試驗(yàn)，對最大沖刷深度進(jìn)行了預(yù)測。
　　 沖刷現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上就是泥沙起動后的一系列運(yùn)動過程，本文基于孫志林所建立的起動摩阻流速公式，進(jìn)一步推導(dǎo)了適用于粘性非均勻泥沙的垂線平均起動流速公式。比較公式計(jì)算值與錢塘江過江隧道段鉆孔巖芯樣品起動試驗(yàn)值，符

2、合良好，表示該公式能較好地反映粘性非均勻沙的起動現(xiàn)象。
　　 洪水沖刷深度主要取決于沖刷歷時(shí)和沖刷率，本文根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定了前人研究所得出的沖刷率公式中的參數(shù)，建立了沖刷率與相對剩余切應(yīng)力的函數(shù)關(guān)系。試驗(yàn)表明：對未充分固結(jié)的淤泥，沖刷率與相對剩余切應(yīng)力的二次方成正比；而對固結(jié)已久的淤泥，沖刷率與相對剩余切應(yīng)力呈線性關(guān)系。同時(shí)，根據(jù)沖刷試驗(yàn)結(jié)果確定其沖刷常數(shù)M，大致位于10—6～10—5 m/s數(shù)量級，根據(jù)M發(fā)生突變的鉆孔巖芯深度

3、可以確定極端洪水條件下河床的最大沖刷深度，為河口最大沖刷深度動床數(shù)學(xué)模型提供了合理的參數(shù)。
　　 根據(jù)錢塘江河口的流場和泥沙特性，建立了杭州地鐵2號線錢塘江過江隧道段動床水槽模型。按照錢塘江河口的典型實(shí)測水流、泥沙資料確定試驗(yàn)方案，對隧道斷面沖刷現(xiàn)象進(jìn)行模擬試驗(yàn)。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的定量分析得出沖刷后深度隨單寬流量的增大而增大，兩者具有良好的相關(guān)關(guān)系。
　　 根據(jù)水槽模型得出的沖刷后深度與單寬流量的相關(guān)關(guān)系，以1995年7月