親水性樹脂基復(fù)合模型沙性能研究與優(yōu)化.pdf

1、模型沙的選擇是泥沙實(shí)體模型設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到模型的泥沙運(yùn)動(dòng)和河床變形相似性及模型試驗(yàn)成果的可靠性。目前，常用的模型沙容重固定，不能人為調(diào)整，模型設(shè)計(jì)時(shí)往往為了滿足模型某一特性需要而使部分相似條件偏離。 親水性樹脂基復(fù)合模型沙的設(shè)計(jì)和初步研制，突破了過去模型沙密度固定的限制，通過改變有機(jī)和無機(jī)復(fù)合材料的質(zhì)量比率，使顆粒的密度在一個(gè)范圍內(nèi)可以任意連續(xù)調(diào)整，并通過著色和多項(xiàng)工藝處理，使得親水性樹脂基復(fù)合模型沙在各項(xiàng)性能指

2、標(biāo)上明顯優(yōu)于各種傳統(tǒng)的模型沙，并且在“長江防洪實(shí)體模型”項(xiàng)目的首次應(yīng)用中取得成功。 但是，親水性樹脂基復(fù)合模型沙仍存在著一些問題有待進(jìn)一步的研究，解決，其中，最主要是模型沙細(xì)顆粒的凝聚，以及由此導(dǎo)致的床層的板結(jié)問題。因此，了解床層的板結(jié)機(jī)理，減小顆粒間的凝聚力，改善床層的板結(jié)是親水性樹脂基復(fù)合模型沙性能優(yōu)化的主要任務(wù)。 本文從分析顆粒表面的基本物理化學(xué)性狀入手，通過吸附改性等手段比較不同條件下顆粒懸濁體的凝聚和沉降堆積體

3、的板結(jié)，研究顆粒凝聚的主要影響因素，尋找降低顆粒間凝聚力和床層板結(jié)的方法。 研究發(fā)現(xiàn)，模型沙顆粒床層的板結(jié)實(shí)際受多個(gè)因素的控制，其中主要因素為：其一，模型沙顆粒的親水性，顆粒雖然經(jīng)過親水改性，但是與常用無機(jī)質(zhì)模型沙相比，其親水程度并不高，在大量試驗(yàn)中觀察到，疏水作用力還繼續(xù)影響著懸浮顆粒的凝聚和床層的板結(jié)。其二，模型沙堆積體表層顆粒堆積的致密化，模型沙顆粒由于疏水力，范德華力，雙電層力的聯(lián)合作用所表現(xiàn)出的凝聚力較強(qiáng)，細(xì)顆粒在空隙