高含水率疏浚泥堆場顆粒分選試驗與模型研究.pdf

1、吹填中高含水率疏浚泥顆粒水力分選現(xiàn)象顯著，導致吹填結束后堆場內(nèi)疏浚泥土性分布不均，吹填口附近疏浚泥工程性質良好，退水口附近富集細顆粒、排水固結緩慢、工程性質極差，從而極大地影響堆場優(yōu)化設計和疏浚泥處理。本文對南水北調東線江蘇段三個疏浚泥堆場開展現(xiàn)場試驗，分析堆場疏浚泥顆粒分選規(guī)律，并基于泥沙運動力學和高含沙水流運動學的理論基礎，建立適用于粘性土堆場的賓漢體顆粒分選計算模型和適用于砂性土堆場的牛頓體顆粒分選計算模型，論文主要研究工作如下:

2、
　　(1)對三個堆場開展現(xiàn)場調查，收集原泥的工勘數(shù)據(jù)、疏浚方式和堆場布置等信息，對堆場內(nèi)不同位置、深度的疏浚泥進行取樣，開展疏浚泥顆粒分析、界限含水率、含水率和強度試驗，分析疏浚泥顆粒粒度、界限含水率、含水率和強度的空間分布規(guī)律，并對堆場疏浚泥土性進行分類。
　　(2)疏浚泥顆粒分選與顆粒的相對運動有關，原泥顆粒組成不同發(fā)生明顯相對運動的顆粒的界限粒徑不同，為此根據(jù)顆分試驗結果將粘性土堆場疏浚泥分為d＜0.005mm、0.

3、005mm～0.01mm和d＞0.01mm三個粒組，將砂性土堆場疏浚泥分為d＜0.075mm和d＞0.075mm兩個粒組，分析各粒組顆粒含量、相對含量沿程變化規(guī)律，明確顆粒的相對運動是造成疏浚泥顆粒分選的本質原因。
　　(3)定義分選系數(shù)和偏離系數(shù)分別用于定量評價堆場疏浚泥顆粒分選的顯著程度和堆場疏浚泥顆粒組成與原泥的偏離程度，明確原泥顆粒組成對顆粒分選的影響，為分選模型的建立和模型的工程應用提供必要的參數(shù)。
　　(4)基于

4、泥沙運動力學和高含沙水流運動學的理論基礎，對疏浚泥流體類型進行劃分，并對堆場疏浚泥顆粒分選機理進行探討。
　　(5)基于高含沙水流兩相流模型的理論基礎，利用質量守恒方程、泥漿的本構方程和河床切應力方程等，考慮疏浚泥初始狀態(tài)、吹填速率和邊界條件的影響，建立適用于粘性土堆場的賓漢體顆粒分選計算模型。
　　(6)借鑒泥沙運動學中非均勻懸移質不平衡輸沙理論，考慮顆粒分選的主要影響因素，并結合吹填實際工況，利用連續(xù)性方程、運動方程、輸