论文题目: 粘性原状土冲刷特性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 水力学及河流动力学
作者: 洪大林
导师: 金忠青,严忠民
关键词: 粘性原状土,起动,冲刷,物理力学指标
文献来源: 河海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对100多年来国内外在粘性土方面的研究成果进行了总结,吸取了过去研究类似问题时的教训,设计制作了专门用作粘性原状土试验的装置,并对粘性原状土起动机理进行了分析,构建了起动模式,利用江苏省中运河、入海水道、新沂河、长江长兴岛选取了43组粘性原状土样,通过试验研究提出了粘性原状土起动的影响因素,建立了起动临界条件与土的物理力学指标之间的关系。其独特的试验研究方法在苏通长江公路大桥工程和泰州引江河河道工程研究中得到成功运用,证明是合理有效的。 其主要研究成果包括以下几方面: （1） 分析了粘性原状土起动机理,构建了起动模式。得到了临界起动切应力公式 τc/(（γs-γ）d50)=2/（5.75lg（10.6χ））2(（2/3）C1n1+C2(τf/(（γs-γ）d50) 当忽略其重力的影响时,则简化为 τc=2/（（5.75lg10.6χ）2）C2τf （2） 对特制矩形水槽的水力特性进行了论证,并比较了封闭有压水槽与开敞无压水槽试验结果,认为矩形封闭有压水槽的试验结果基本可以代表开敞无压水槽的试验结果,这为今后的研究提供了可靠的方法。 （3） 总结各河道粘性原状土的起动规律发现,由于各河道间的土质在形成条件、原因等方面存在差别,即使具有相近的物理力学特性,其起动临界条件也不尽相同。而对某一条河流而言,起动临界条件与物理力学指标之间则存在明显的规律性:即对淤泥质粘土,起动临界条件随抗剪强度的减小而增大,随含水量的增大而减小;粉质粘土的起动临界条件最小,与抗剪强度、含水量呈非线性关系;粘土起动临界条件则随抗剪强度、含水量的增大而增大。 （4） 本文所采用的研究方法成功运用于长江苏通公路大桥工程和泰州引江河工程,为动床模型设计提供了依据。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 研究的目的和意义
1．2 前人研究成果介绍
1．2．1 国外学者研究成果介绍
1．2．2 国内学者研究成果介绍
1．3 研究内容主要技术路线
1．4 拟解决的关键问题
1．5 研究方法
1．6 技术路线
1．7 实验方案及可行性分析
1．8 特色与创新之处
第二章 粘性原状土起动机理及微观结构模式构建
2．1 土样的抗剪强度
2．1．1 饱和土的特性
2．1．2 影响抗剪强度的因素
2．1．2．1 物理因素
2．1．2．2 物理-化学因素
2．2 粘性土起动的影响因素分析
2．3 粘性原状土起动机理及微观结构模式
2．3．1 粘性原状土起动机理分析
2．3．2 粘性原状土起动的微观结构模式
2．3．3 起动模式的建立
2．4 起动判别标准及其现象描述
2．4．1 起动的判别标准
2．4．2 起动现象的一般描述
2．5 小结
第三章 试验技术及试验装置设计
3．1 试验装置设计
3．2 圆管的水力特性
3．3 试验量测仪器 PIV工作原理与系统结构
3．4 矩形管道的水力特性
3．4．1 切应力的计算
3．4．1．1 公式计算
3．4．1．2 试验测量
3．4．2 试验结果及其分析
3．4．3 压力对起动临界条件的影响
3．5 原状土取样及应注意的问题
3．6 土样特性
3．7 小结
第四章 粘性原状土起动临界条件与物理力学指标的关系
4．1 起动切应力与物理力学指标的关系
4．1．1 起动切应力与抗剪强度的关系
4．1．2 起动切应力与含水量的关系
4．1．3 起动切应力与粘性土中值粒径d_50的关系
4．1．4 起动切应力与d_75/d_25之间的关系
4．1．5 起动切应力与粘性土含量的关系
4．2 粘性土冲刷试验研究
4．2．1 试验概况
4．2．2 粘性土冲刷率的确定
4．3 小结
第五章 粘性原状土起动冲刷研究实例
5．1 实例1——苏通长江公路大桥桥区河床抗冲性能试验研究
5．1．1 河段概况
5．1．2 桥区原状土取样
5．1．2．1 取样情况介绍
5．1．2．1．1 取样点的布置
5．1．2．1．2 工程地质钻探概况
5．1．2．2 取样代表性分析
5．1．2．3 土样物理、力学指标
5．1．3 原状土起动试验
5．1．3．1 起动摩阻流速的计算
5．1．3．2 天然起动流速的计算
5．1．3．3 起动流速沿深度方向的分布
5．1．4 起动切应力与凝聚力、含水量的关系
5．1．5 原状土冲刷率
5．1．6 原状土抗冲能力对河床稳定性的影响分析
5．1．7 小结
5．2 实例2——新开挖河道动床冲刷模型设计方法
5．2．1 新开挖河道动床模型设计思路及方法
5．2．1．1 设计思路
5．2．1．2 模型沙的选择
5．2．1．3 输沙率比尺及冲淤时间比尺确定
5．2．2 模型设计实例
5．2．2．1 河道概况
5．2．2．2 动床冲刷模型遵循的比尺关系
5．2．2．3 模型沙的选择及有关比尺确定
5．2．2．3．1 模型沙的选择
5．2．2．3．2 天然原状土输沙率
5．2．2．3．3 模型沙输沙率
5．2．2．3．4 输沙率比尺
5．2．3 小结
第六章 主要结论与展望
6．1 主要结论
6．2 展望
参考文献
发布时间: 2005-07-07
相关论文
- [1].淤积固结后粘性泥沙冲刷运动规律试验研究[D]. 蒋磊.武汉大学2012
- [2].局部绕流冲刷机理及数值模拟研究[D]. 陈小莉.清华大学2008
- [3].波浪作用下建筑物周围的泥沙冲刷及海床演变[D]. 赵明.大连理工大学2002
- [4].冲积河流岸滩崩塌机理的理论分析及试验研究[D]. 王延贵.中国水利水电科学研究院2003
- [5].潮流波浪泥沙模型变率影响研究[D]. 窦希萍.河海大学2005
- [6].河口粘性泥沙输运数值模拟[D]. 周杰.河海大学2005
- [7].河流泥沙运动物理化学过程初步研究[D]. 王家生.武汉大学2005
- [8].水库下游河床调整及防护措施研究[D]. 黄颖.武汉大学2005
- [9].路基边坡坡面冲刷特性与加固材料性能研究[D]. 汪益敏.华南理工大学2003
- [10].河口冲刷的理论与数值模拟[D]. 黄赛花.浙江大学2006