高含沙洪水揭河底模拟试验方法

摘要

本发明涉及一种水工模型，其IPC国际专利分类号为E02B 1/02，具体涉及一种高含沙洪水揭河底模拟试验方法。本发明利用专用试验装置，采用粉煤灰作为模型沙，其中采用中值粒径小于0.01mm的极细粉煤灰模拟淤积物的“胶泥层”，采用中值粒径0.03mm的细粉煤灰模拟悬沙，采用中值粒径0.05mm的粗颗粒粉煤灰模拟松散体床沙。本发明为研究黄河“揭河底”现象这一难题提供了可行的试验方法，为研究固结黏性土的起动这一水利行业难题提供了可行的试验方法；为认清“揭河底”现象发生机理、建立“揭河底”冲刷指标奠定了基础，对河流泥沙的学科发展起到了一定的积极作用。

主权项

一种高含沙洪水揭河底模拟试验方法，其特征在于：(1)、选用三组级配的粉煤灰模拟河床分层：利用粉煤灰作为模型沙，其中采用中值粒径小于0.01mm的极细粉煤灰模拟淤积物的“胶泥层”，采用中值粒径0.03mm的细粉煤灰模拟悬沙，采用中值粒径0.05mm的粗颗粒粉煤灰模拟松散体床沙，即粗沙层；将厚度为40～45cm的所述粗颗粒粉煤灰铺于试验水槽(1)底部，代表粗沙层；在所述粗沙层上按照设计“胶泥块”的尺寸预留空间；将所述极细粉煤灰倒在的盛着水的桶里，制成含沙量800～1000kg/m3的浆体，然后利用搅拌器将该极细粉煤灰浆体充分搅拌均匀，并将其浇铸在试验水槽内所述粗沙层上的所述预留空间内，厚度为1～3cm，经2～3个小时的凝结，使其固结成胶泥块，以模拟固结成块或层的“胶泥层”，使所述“胶泥层”的含水率保持为10％～45％，以保证所述“胶泥层”自身的粘结力与原型基本相似；将所述细粉煤灰加入搅拌池内配成含沙量为100～300kg/m3的高含沙水流，充分搅拌均匀，以保证水流进入试验水槽，以此模拟天然高含沙洪水；利用专用试验装置，在试验开始时不断加大进口流量，观测水槽重点试验段水流流态变化，测量相关水力泥沙参数，直至“揭河底”现象的发生，获得跟随性较强的高含沙洪水“揭河底”现象发生的水力泥沙参数；(2)、专用试验装置：所述专用试验装置，包括试验水槽(1)，在试验水槽(1)外面设置有搅拌池(2)，在搅拌池(2)中设置有潜水泵(3)，潜水泵(3)通过水槽循环管道(4)与试验水槽(1)相连接，在水槽循环管道(4)上安装有电磁流量计(5)和自动控制阀门(6)，试验水槽(1)的左端为浑水进口段(7)，右端为浑水出口段(8)，并且浑水出口段与退水池(9)相接通，退水池(9)通过水槽循环管道(4)与试验水槽(1)相接通，在浑水出口段(8)与试验水槽(1)之间设有平板闸门(10)，试验水槽(1)安装有水位测针(11)和移动测桥(12)，移动测桥(12)安装有流速仪，用于在不同部位跟随测量水力泥沙参数。