黃河泥沙架橋絮凝體的分形特性研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文黃河泥沙架橋絮凝體的分形特性研究姓名：李冬梅申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：市政工程指導(dǎo)教師：金同軌20040601西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文iii；iiiiij；iiiziii；ii_蕾Bli；r__八如卜老衰寒辯唧H≯1整個絮凝過程中的泥沙絮凝體當(dāng)量粒徑數(shù)據(jù)分布出現(xiàn)二個明顯的區(qū)域：①1∞150m11“原粒子”與RLCA絮凝體共存為主體；②150q00岬，主要存在DLCA絮凝體與RLCA絮凝體；和(凈300岬，以

2、DLCA絮凝體為主。(2)絮凝體沉速：在臨界值肛=2前后，絮凝體的沉降速度存在明顯的差異：DQ時，分維越低，沉速越高：D2時，分維越低，沉速越低。絮凝體自由沉降速率與當(dāng)量球體粒徑呈直線函數(shù)關(guān)系：礦=硯瘩一b。式中：a足分維D的函數(shù)，b是常數(shù)。從沉降數(shù)據(jù)修正得到的絮凝體自由沉速計算式：w2i吾(—，一，tk‘孵一。zzf一1ii務(wù)用該式計算所得沉速與實驗測試的沉速隨當(dāng)量直徑的變化趨勢基本吻合。(3)絮凝體有效質(zhì)量密度整個絮凝過程，泥沙絮凝

3、體總是生成更加密實的結(jié)構(gòu)形式。處于第一、二區(qū)域內(nèi)的絮凝體(實驗中觀察到的絮凝體粒徑常常處于這兩個區(qū)域)的有效質(zhì)量密度p。與當(dāng)量粒徑在雙對數(shù)坐標(biāo)上呈線性函數(shù)關(guān)系：P。=ad西9。式中：指數(shù)妙與分維D的關(guān)系：D=3—咖。咖值的變化范圍為O8～13，相應(yīng)的分維D值為22～17。如果同時考慮第三區(qū)域的絮凝體，其有效質(zhì)量密度與當(dāng)量球體直徑的函數(shù)關(guān)系出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在該轉(zhuǎn)折點(diǎn)之下的密度在雙對數(shù)坐標(biāo)系中隨當(dāng)量粒徑以微小下降的斜率變化，以水的密度作為極限值

4、。(4)絮凝體孔隙率泥沙絮凝體孔隙率隨當(dāng)量球體直徑的變化趨勢一致：孔隙率總是隨蓑粒徑的增加雨增大。當(dāng)絮凝體粒徑超過某值(如300岬)后，絮凝體內(nèi)含有的固體體積分?jǐn)?shù)很小，孔隙率增至9(PA以上，甚至接近9WA。泥沙絮凝體的孔隙率可用下式計算：≯=1一lJl56～(1728～導(dǎo)]2～。228j’iii：：薪。它是泥沙顆粒粒徑、絮凝體當(dāng)量粒徑及分維D的函數(shù)。整個絮凝過程中的泥沙絮凝體有著階梯狀質(zhì)量分布，從瞬間形成的大而密度較低的絮凝體變?yōu)榱?/p>