黃河“揭河底”河段膠泥層力學(xué)特性研究.pdf

1、黃河“揭河底”沖刷現(xiàn)象是復(fù)雜流態(tài)與邊界條件下，水沙運(yùn)移及河床調(diào)整反應(yīng)的一種特殊現(xiàn)象。揭底沖刷往往導(dǎo)致河床強(qiáng)烈下切，有時一次洪峰可將河床沖深數(shù)米，使河床及水位大幅下降;同時沖刷作用往往引起河道主槽的遷徙，對河道沿岸工程造成嚴(yán)重破壞，給黃河防洪帶來巨大壓力。上世紀(jì)七十年代，“揭河底”現(xiàn)象就引起了國內(nèi)外水利工作者的高度關(guān)注，并對此問題開展了大量的研究，也取得了一批研究成果。但由于“揭河底”現(xiàn)象發(fā)生的隨機(jī)性較強(qiáng)，難以捕捉其發(fā)生前后水流狀況的實(shí)時

2、資料，加之受河流泥沙動力學(xué)基本理論研究水平的限制，使得“揭河底”沖刷問題的研究還不夠深入，難以滿足現(xiàn)實(shí)黃河治理開發(fā)決策的需要。
　　 本文通過開展黃河“揭河底”沖刷現(xiàn)象原型河床膠泥層的相關(guān)土工試驗(yàn)，對膠泥層的物理力學(xué)特性進(jìn)行探討;并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析膠泥層泥沙粒徑級配、含水率等物理指標(biāo)與其抗剪強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的關(guān)系，為研究揭底沖刷現(xiàn)象發(fā)生的水沙指標(biāo)提供理論依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)分析探討“揭河底”沖刷河段淤

3、積物的形成機(jī)理;
　　 (2)根據(jù)揭底河段膠泥塊的形成機(jī)理，對從揭底原型河段取回的土樣進(jìn)行重塑（將原型河床膠泥塊碾碎，放入容器中加水?dāng)嚢?，使泥沙絮凝沉積，通過風(fēng)干形成膠泥層，用環(huán)刀制樣），對重塑試樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，探討抗剪強(qiáng)度和顆粒級配、含水率的關(guān)系;
　　 (3)對重塑的不同顆粒級配的膠泥層土樣，進(jìn)行粒度和粒形分析;
　　 (4)對重塑膠泥試樣進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，并分析抗折強(qiáng)度和膠泥塊顆粒級配、含水率的關(guān)系。

4、>　　 論文通過理論探討和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，取得如下成果:
　　 (1)對于顆粒較細(xì)的膠泥質(zhì)土而言，球形度集中在0.6-1.0之間，且無較大差別。
　　 (2)直剪實(shí)驗(yàn)參數(shù)粘聚力在含水率11％-14％范圍內(nèi)出現(xiàn)峰值，峰值后粘聚力和內(nèi)摩擦角都隨含水率的增加呈線性降低趨勢，但含水率對粘聚力的影響遠(yuǎn)大于對內(nèi)摩擦角的影響程度。隨著中值粒徑的增大，極細(xì)泥沙顆粒的減少，粘聚力隨含水率增加而降低的趨勢減緩。
　　 (3)隨含水率