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黄河下游黏性泥沙的冲刷速率研究

人民黄河 2020年第3期42卷 11-16页

作者：许琳娟赵万杰李军华江恩慧宋永嘉黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 华北水利水电大学河南郑州450045

由于黄河下游河床中黏性泥沙与非黏性泥沙的抗冲性明显不同,导致黄河下游河势畸形、河岸坍塌等现象频发。选取黄河下游花园口附近河床中3种不同颗粒级配黏性泥沙进行抗冲刷试验,建立不同淤积固结状态下黏性泥沙冲刷速率与相对剩余切应... 详细信息

由于黄河下游河床中黏性泥沙与非黏性泥沙的抗冲性明显不同,导致黄河下游河势畸形、河岸坍塌等现象频发。选取黄河下游花园口附近河床中3种不同颗粒级配黏性泥沙进行抗冲刷试验,建立不同淤积固结状态下黏性泥沙冲刷速率与相对剩余切应力的关系,分析黏性泥沙干密度、中值粒径对冲刷速率、冲刷系数、能量指数的影响。结果表明:对于不同颗粒级配的黏性泥沙来说,其冲刷系数随着干密度的增大而减小;能量指数随着干密度的增大而增大;能量指数与相对剩余切应力近似成2次方关系;泥沙中值粒径在6.1~804.0μm范围内时,冲刷系数随中值粒径的增大呈现出先增大后减小的趋势;能量指数随中值粒径的增大呈现出先减小后增大的趋势。

关键词：冲刷速率相对剩余切应力冲刷系数能量指数抗冲刷试验

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径流作用下泥石流固体物质冲刷速率试验研究

水土保持通报 2020年第6期40卷 94-100页

作者：安笑潘华利邓其娟欧国强李炳志孔玲中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 四川建筑职业技术学院四川成都610081 中国科学院大学北京100049

[目的]探讨泥石流固体物质的冲刷深度随时间的变化规律,以及对应的冲刷速率与不同影响因素之间存在的关系,为泥石流规模预测及防治工程设计提供参考依据。[方法]根据激光测距仪的历时测距原理,借助试验方法分析泥石流固体物质冲刷深度... 详细信息

[目的]探讨泥石流固体物质的冲刷深度随时间的变化规律,以及对应的冲刷速率与不同影响因素之间存在的关系,为泥石流规模预测及防治工程设计提供参考依据。[方法]根据激光测距仪的历时测距原理,借助试验方法分析泥石流固体物质冲刷深度随时间的变化规律以及对应的冲刷速率与不同影响因素之间的关系,包括来流流量、水力半径、沟床纵坡以及细粒物质含量等。[结果]冲刷速率与水力半径间呈指数关系,与来流流量间呈正相关关系,与能坡梯度间呈指数关系;若固体物质为均匀冲刷,冲刷速率与剩余切应力成线性正相关关系;对于初始含水率相对较低的固体物质,冲刷速率随着细粒物质含量的增大呈微小增大趋势。[结论]在薄层径流条件下,能坡梯度对冲刷速率的影响高于水力半径。

关键词：泥石流径流冲刷作用冲刷速率剩余切应力

圆筒冲刷测试仪的率定及启动流速和冲刷速率实验方法初探

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圆筒冲刷测试仪的率定及启动流速和冲刷速率实验方法初探

作者：沙培骏中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

土石料的冲刷是土石坝溃决,水工建筑物破坏,河岸迁移的主要原因。测定土石料的冲刷特性具有十分重要的科学和工程价值。国内外学者对土石料的冲刷特性进行了大量研究。但土石料的冲刷包含了水流运动的随机性和土石料性质的随机性,很难... 详细信息

土石料的冲刷是土石坝溃决,水工建筑物破坏,河岸迁移的主要原因。测定土石料的冲刷特性具有十分重要的科学和工程价值。国内外学者对土石料的冲刷特性进行了大量研究。但土石料的冲刷包含了水流运动的随机性和土石料性质的随机性,很难建立理论公式进行求解,所以目前的理论研究成果还未被采用,实际工程中多采用基于实验的经验公式。这些公式大都只针对特定场地的土样,计算误差较大,且适用范围很窄。要建立更为准确的冲刷本构模型,就必须对不同类型的土进行大量的冲刷实验。为了研究土石料的冲刷特性,并避开传统冲刷实验设备流速转换效率低和测试级配范围窄的问题,中国水利水电科学研究院岩土所研制了大型圆筒冲刷设备(Erosion Testing Cylinder(ETC))。由于圆筒冲刷设备初步加工完成,存在一些需要完善的地方,包括叶轮驱动造成的流速分布未知,泥沙过滤效率低和实验过程无法观察等,还不能进行有效的实验。另外圆筒与主流的四种冲刷实验设备差别较大,不能直接套用其他实验设备的实验方法。为了能在圆筒冲刷仪中进行冲刷实验,必须先对新制仪器进行升级,然后根据仪器特点设计专门的冲刷实验方法。在国家自然科学基金项目:堰塞体漫顶溃决模式的离心模拟及数值模拟研究(51309260)和梯级水库群大坝溃决机制与灾害链效应(2013CB036402)的支持下,本文阐述了土石料冲刷的基本理论,总结了四种主流的冲刷设备的特点和三种仪器剪应力计算方法,回顾了无粘性土启动流速实验和粘性土冲刷速率实验的研究成果。在此基础上,对初步加工完成的仪器进行升级,包括在圆筒底部增设滤沙网以改善过滤效率,采用直读式流速仪对不同转速下圆筒内的流速进行率定。之后结合圆筒冲刷仪的特点,初步设计出无粘性土启动流速实验和土料的冲刷速率测定实验的方法。然后建立圆筒剪应力的计算模型来处理实验数据,并通过实验和已有成果的对比分析来确定剪应力计算模型的参数。最后采用以上的实验方法和数据处理方法进行无粘性土的启动流速实验,实验结果能很好的反应试样土的抗冲性能,证明了实验方法的适用性。此外,本文还结合冲刷实验中观察到的冲刷过程对冲刷的指数模型和双曲线模型进行了对比分析,结果表明两种模型可能是对同一冲刷过程不同阶段的描述。

关键词：圆筒冲刷仪启动流速冲刷速率剪应力

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水流作用下沙漠风积沙冲刷速率二维模型探析

东北水利水电 2018年第5期36卷 47-48页

作者：成汇源新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

根据集中水流下沙漠风积沙的冲刷破坏过程和机理,以表面水流单宽流量来模拟水流条件,下游端部的初始落差来模拟沙漠土的跌坎地形,下游端部跌坎位置随时间的变化率,来确定溯源冲刷速度和表面剥蚀速率。对沙漠风积沙冲刷速率的影响因素进... 详细信息

根据集中水流下沙漠风积沙的冲刷破坏过程和机理,以表面水流单宽流量来模拟水流条件,下游端部的初始落差来模拟沙漠土的跌坎地形,下游端部跌坎位置随时间的变化率,来确定溯源冲刷速度和表面剥蚀速率。对沙漠风积沙冲刷速率的影响因素进行分析,建立了集中水流作用下沙漠风积沙冲刷速率二维模型。

关键词：沙漠风积沙集中水流冲刷速率二维模型

穿河管线冲刷速率平面时均分布状态实验分析探究

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水利技术监督 2020年第3期28卷 281-285页

作者：王亚月乌鲁木齐市水利勘测设计院(有限责任公司)二分院新疆乌鲁木齐832000

冲刷平面时均流动速率的分布规律是管线穿越泥沙河道抗冲刷安全设计的重要参考技术项之一。文章的研究以实验室比尺水槽实验分析的方式,探讨特定过流量和特定管线冲刷状态下的冲刷平面时均流动速率分布规律,以为同类管线穿河工程应用提... 详细信息

冲刷平面时均流动速率的分布规律是管线穿越泥沙河道抗冲刷安全设计的重要参考技术项之一。文章的研究以实验室比尺水槽实验分析的方式,探讨特定过流量和特定管线冲刷状态下的冲刷平面时均流动速率分布规律,以为同类管线穿河工程应用提供研究和技术参考,助力建设质优安全的穿河管线工程。

关键词：穿河管线冲刷速率平面时均分布状态水槽实验分析探究

不同径流冲刷作用下多孔炉渣沥青混合料重金属的浸出特性

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化工进展 2023年第10期42卷 5520-5530页

作者：李晶晶赵曜徐沣驰李康建南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

为明确多孔炉渣沥青混合料作为透水沥青路面结构层材料使用期间发生重金属浸出而污染环境的可能性,本文基于前期研究所得三种粒径炉渣集料用于多孔沥青混合料的最佳方案,针对南京市气温与降雨特征设计了室内模拟实验,研究了不同温度与... 详细信息

为明确多孔炉渣沥青混合料作为透水沥青路面结构层材料使用期间发生重金属浸出而污染环境的可能性,本文基于前期研究所得三种粒径炉渣集料用于多孔沥青混合料的最佳方案,针对南京市气温与降雨特征设计了室内模拟实验,研究了不同温度与不同径流冲刷作用下,多孔炉渣沥青混合料中四种重金属(Pb、Zn、Cu和Cr)的浸出行为,重点探讨了径流冲刷作用对重金属浸出行为的影响机制。结果表明,受浸出时间和径流冲刷速率的影响,多孔炉渣沥青混合料中Pb的浸出水平最高,Cu和Cr次之,Zn最低(未检出)。四种重金属的浸出浓度受径流冲刷速率影响显著,Pb、Cr、Cu的浸出浓度均与径流速率呈显著正相关,冲刷速率越大,重金属浸出浓度越高。温度变化对Cu浸出浓度影响显著,浸出浓度随着温度升高而增加。此外,28d模拟实验中各重金属的浸出浓度均低于标准(GB 5084—2021)限值,且满足GB 3838—2002中Ⅲ类地表水质标准,说明南京市海绵城市建设中使用多孔炉渣沥青混合料环境安全性良好。

关键词：生活垃圾焚烧炉渣集料多孔沥青混合料重金属浸出特性冲刷速率

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典型污染城市9d连续大气降水化学特征:以贵阳市为例

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环境科学 2010年第4期31卷 865-870页

作者：肖红伟肖化云王燕丽唐从国刘学炎中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002 中国科学院研究生院北京100049

对贵阳地区2008年10月30日～11月7日的一场连续降水进行研究.通过对降水样品的pH值和主要阴阳离子组成的测定,分析了贵阳地区酸雨的主要离子来源以及离子浓度随降水过程的变化规律等.结果表明,此次降水的pH值范围为3.65～7.20,平均值为4... 详细信息

对贵阳地区2008年10月30日～11月7日的一场连续降水进行研究.通过对降水样品的pH值和主要阴阳离子组成的测定,分析了贵阳地区酸雨的主要离子来源以及离子浓度随降水过程的变化规律等.结果表明,此次降水的pH值范围为3.65～7.20,平均值为4.24;SO42-是主要的阴离子,浓度加权平均值为119.06μeq.L-1,占阴离子总量的80.63%;NH4+(38.38μeq.L-1)和Ca2+(48.87μeq.L-1)是主要的阳离子,分别占阳离子总量的37.82%和48.16%.Mg2+、Ca2+、NH4+与SO42-的相关系数分别为0.96、0.91、0.91,说明贵阳地区降水中可能存在以MgSO4、CaSO4、(NH4)2SO4为主的化学物质.大气中不同离子在降水过程被去除的方式和速率有较大的差别,在降水初始阶段,主要富存在粗颗粒中的Mg2+等离子,因粗颗粒迅速被冲刷而较快从大气中去除;而主要富存在细颗粒中的NH4+、SO42-等离子,因细颗粒冲刷速率较慢,而能够在大气中保存较长的时间.

关键词：贵阳连续降水 pH值化学组成冲刷速率来源

含蜡原油-柴油顺序输送中柴油对蜡沉积物的冲刷作用

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石油大学学报（自然科学版） 2002年第5期26卷 71-73页

作者：上远新张劲军石油大学石油天然气工程学院北京102249

针对含蜡原油成品油在顺序输送中管壁上会产生蜡沉积物的问题 ,利用管流实验环道模拟了 0号柴油对管壁处蜡沉积物的冲刷实验。结果表明 ,柴油对靠近油流 1/ 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率远大于对其余 2 / 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率 ,说... 详细信息

针对含蜡原油成品油在顺序输送中管壁上会产生蜡沉积物的问题 ,利用管流实验环道模拟了 0号柴油对管壁处蜡沉积物的冲刷实验。结果表明 ,柴油对靠近油流 1/ 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率远大于对其余 2 / 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率 ,说明这两层沉积物的性质和强度明显不同。但在一定油温和油流剪切应力下 ,每层中柴油对蜡沉积物的冲刷速率变化不大。对两层蜡沉积物分别建立了冲刷速率与油流温度及剪切应力关系的经验模型。利用该模型和壁面蜡沉积模型 ,以库尔勒鄯善输油管道为例 ,计算了 0号柴油与原油顺序输送时管道末端受污染超标的柴油的量 ,说明原油批次输送时 ,在管道末段必须采取清管措施 ;否则 ,蜡沉积物对后输柴油的污染相当严重。

关键词：含蜡原油柴油顺序输送蜡沉积物冲刷作用管道输送冲刷速率模拟实验

黏性-砂性土层中群桩基础冲刷特性波流水槽试验研究

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水利学报 2015年第S1期46卷 79-83页

作者：梁发云王琛王玉黄茂松同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092

由黏性与砂性土层交互而成的复合地层在我国具有较为广泛的工程地质背景,目前对此类地层中的桩基础冲刷机理缺乏较为深入的研究。本文通过波流水槽试验,对黏性-砂性土层的局部冲刷机理进行了研究。在单桩试验中,上覆黏性土层分别采用0.5... 详细信息

由黏性与砂性土层交互而成的复合地层在我国具有较为广泛的工程地质背景,目前对此类地层中的桩基础冲刷机理缺乏较为深入的研究。本文通过波流水槽试验,对黏性-砂性土层的局部冲刷机理进行了研究。在单桩试验中,上覆黏性土层分别采用0.5 cm和1.0 cm的两种厚度;在双桩的串排和并排试验中,均采用厚度1.0 cm的上覆黏性土进行冲刷试验,并与砂性土试验结果对比分析。试验结果表明,由于上部黏性土层产生一定的束缚作用,黏性-砂性土层中的冲刷往往比单一砂性土层的最终冲刷深度小;而冲刷发展过程中,由于黏性-砂性土分层界面的存在,使得冲刷曲线存在临界转折点,该临界点前后冲刷速率发生明显变化,这种突变在工程中存在着安全隐患。

关键词：局部冲刷黏性-砂性土层冲刷速率冲刷深度波流水槽