理论教育 轻质沙的起动实验及U型渠道断面参数计算方法

轻质沙的起动实验及U型渠道断面参数计算方法

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)简单的U型渠道断面尺寸过水断面面积、湿周、水力半径和水面宽度的计算公式如下,其示意如图4-1所示。表4-3U形断面有关参数设计公式式中:T为水下固结的天数;Uct为固结T天后的起动流速。高树华在21m长、0.4m宽的固定玻璃水槽中用比重为1.05的塑料沙进行了起动流速的试验,试验水深h=8.7~54cm/s。

轻质沙的起动实验及U型渠道断面参数计算方法

在大中型水利水电工程的规划设计中涉及到的泥沙问题,往往因其过于复杂,多采用实体模型试验的方法进行研究,而模型沙的选择是否合适又是试验成败的关键。为了保证模型试验冲刷和淤积同时相似,首先必须满足模型沙起动相似的要求。为此许多单位在这方面作过大量的试验研究,取得了一些有价值的成果。

陈稚聪(1996)等用极细的塑料沙(D=0.041~0.24mm)在水槽中作的起动试验表明,随粒径的逐渐变细,起动流速逐渐增加,其增加的趋势与天然沙相似,如考虑重力作用和粘结力作用对细颗粒泥沙的影响,起动流速仍可用一般的起动流速公式来描述,即

式中参数K为与粒径D(以mm计)有关的参数

上式适用于D<0.25mm的细颗粒塑料沙。

府仁寿(1993)等人用塑料沙和电木粉在水槽里进行了起动流速的试验,水槽长16m,宽度0.5m,观测段在水槽中部往下,水深5~20cm。由试验结果得出式(4-61)中的参数K与粒径D(以mm计)的关系见表4-4及图4-22,其适线方程分别为

表4-4 轻质沙起动流速试验中K 值的变化

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图4-22 轻质沙起动流速公式中K值与粒径D的关系

他们还研究了细颗粒电木粉(D=0.038mm)的起动流速和固结时间的关系,发现随着颗粒在水下固结时间的增加,起动流速将有所增加,可表示为

式中:T为水下固结的天数;Uct为固结T天后的起动流速。

高树华(1992)在21m长、0.4m宽的固定玻璃水槽中用比重为1.05的塑料沙进行了起动流速的试验,试验水深h=8.7~54cm/s。试验的基本参数和结果见表4-5。

表4-5 试验基本参数和试验结果

试验结果表明,各种起动状态的起动流速Uc仍可用一般的起动流速公式表示

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