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水利工程论文-河床孤石对沟槽输移能力的影响.doc

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水利工程论文-河床孤石对沟槽输移能力的影响.doc

水利工程论文河床孤石对沟槽输移能力的影响摘要通过室内试验分析了河床孤石对泥石流沟槽输移能力的影响,据此归纳和推导出了相关的数学计算公式。关键词河床孤石泥石流输移能力1概述尽管山区天然河床千姿百态,但从河床的组成上来分析,不外乎有以下三种情况1完全松散颗粒体组成的可动冲积河床;2多有基岩出露、跌水陡坎组成的固定河床;3部分动床、部分基岩出露或大孤石构成的局部可动河床。泥石流在运动过程中,可动冲积河床随下泄的泥石流浓度超过或小于河床输移能力而发生沉积或冲刷,起着调节作用。当浓度超过输移能力时,床面发生沉积。沉积床面的组成必与泥石流体内的颗粒组成相同。反之,床面就会发生冲刷侵蚀。在侵蚀过程中,如果河床下伏有基岩或存在水流不能推移的大孤石、漂石时它们将能抵抗水流的侵蚀而成为固定床面或局部固定床面。因此,基岩孤石的裸露现象是反映了该河段近期处于侵蚀状态,泥石流浓度小于该段河床的输移能力。因此,在根据沟床的纵坡与浆体的浓度来计算泥石流浓度时,要考虑这一现象对浓度计算值的折减,为了能定量地计算折减程度,还进行了专门的试验。2试验设备及方法试验是在自行设计安装的高浓度陡坡泥石流实验槽上进行的。实验槽长12M,宽020M,最大纵坡25。该系统的泥石流模拟体的输送供给,采用固液两相分别输送到试验槽入口处再行混合而成模拟体的方式。因此,泥石流模拟体的浓度与流量可以自由调节,并能保证恒定的连续供给。试验采用天然砂,湿容重指颗粒在水中自由浸泡48小时后的重量与其体积之比值Σ272T/M3,平均粒径D942MM,颗粒水下休止角Φ363,极限体积浓度C0548。试验用比该砂粒径大10~20倍的石块来模拟孤石覆盖。并以6级不同覆盖面积比率均匀铺设在槽底上,然后施放泥石流模拟体进行试验。调节模拟体的浓度,使得孤石刚好裸露但又仍保持稳定覆盖作用时止,此时测定的输移浓度CT即为该覆盖率下的输移浓度,试验中发现其折减程度又随河床纵坡而变。因此,分别以11,13,15,17四种不同纵坡进行了48次覆盖率输移浓度试验。3试验结果及分析将试验数据绘制于图1。从图中可以看出,各种相同纵坡条件下输移浓度随覆盖率PC增长而减小。各种不同覆盖率下的输移浓度CT与其相同纵坡时无孤石覆盖的输移浓度CT的比即为孤石覆盖折减系数KC。将上述条件测得的试验结果进行多元回归处理,得到以下经验关系KCCT/CT1105TANΒ1/5

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