點(diǎn)源滲流作用下泥沙起動(dòng)試驗(yàn)研究

劉 亮,何建新,侯 杰,楊力行

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院,新疆烏魯木齊830052)

點(diǎn)源滲流力作用下河床泥沙起動(dòng)流速的變化規(guī)律,是人工線源滲透力與水流拖曳力共同作用導(dǎo)致輸送泥沙的關(guān)鍵。錢(qián)寧、竇國(guó)仁等[1-3]對(duì)非人工滲流下泥沙起動(dòng)流速規(guī)律進(jìn)行過(guò)大量研究;謝立全等[4]對(duì)滲流作用下的岸坡泥沙起動(dòng)條件通過(guò)數(shù)模分析,指出岸坡滲流溢出面附近泥沙更容易起動(dòng)。何建新等[5]進(jìn)行人工線源液化起動(dòng)泥沙試驗(yàn),觀測(cè)到了滲透劈裂破壞的液化橫斷面是定向可控的、角度極小的楔形斷面。本文從水動(dòng)力學(xué)和滲流力學(xué)的角度出發(fā),通過(guò)自行設(shè)計(jì)的滲流力作用下泥沙起動(dòng)流速試驗(yàn)裝置,定量研究點(diǎn)源滲流力作用下,泥沙起動(dòng)流速變化規(guī)律,為人工線源滲流力起動(dòng)泥沙和輸送泥沙提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)裝置與泥沙的選擇

1.1 試驗(yàn)裝置

整個(gè)試驗(yàn)裝置(圖1,專利號(hào):ZL 2010 2 0101560.3)由透明的有機(jī)玻璃材料制成,這樣便于觀察試驗(yàn)現(xiàn)象。裝置由落水槽、沖刷槽、試樣管、閘門(mén)、閘前水位控制箱、溢流裝置、加壓罐及循環(huán)泵等部分組成。通過(guò)溢流裝置使閘前水位保持恒定,利用閘門(mén)開(kāi)度控制沖刷槽內(nèi)的水流流速,同時(shí)通過(guò)加壓罐人工加壓使試樣管中土體液化,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)原理測(cè)出沖刷槽泥沙起動(dòng)時(shí)刻的水舌拋射距離,利用自由落體運(yùn)動(dòng)公式得到泥沙起動(dòng)流速。同時(shí)采用測(cè)針測(cè)出泥沙起動(dòng)時(shí)刻的沖刷槽中的水深,繼而得出水流流速,取得平行數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。……