河流动力学-C1

1、1河流动力学河流动力学参考参考: :河流动力学河流动力学 武汉大学出版社武汉大学出版社 20102010年年教材教材: :劭学军劭学军, ,王兴奎王兴奎 河流动力学概河流动力学概 清华大学出版清华大学出版,2005,2005年年 23绪绪 论论1 1 河流的定义河流的定义2 2 研究的内容研究的内容4绪绪 论论3 3 河流动力学的应用河流动力学的应用4 4 研究方法研究方法5 绪绪 论论5 5 河流动力学的发展简史河流动力学的发展简史6第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征1.2 1.2 风化过程风化过程1.各种分化产物，经风力，水力各种分化产物，经风力，水力 侵蚀，搬

2、运而来；侵蚀，搬运而来；2.2.上游河床冲刷起动而来。上游河床冲刷起动而来。7第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征1.2 1.2 风化过程风化过程81.3 1.3 泥沙的几何特征泥沙的几何特征一一 粒径粒径粒径/mm0.0040.0040.0620.0622.021616250250分类粘粒粉沙沙粒砾石卵石漂石(1) (1) 直接测量与等容粒径直接测量与等容粒径体积相等DnDn361nDV sWV ,3/13/1)6()6(snWVD 3/1)(abcDn 第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征9一一 粒径粒径(2) (2) 筛析法与筛分粒径筛

3、析法与筛分粒径21DDD18种筛号-对应18种筛径(6.35mm-0.037mm)32121DDDD 21DD221DD 代数平均代数平均几何平均几何平均颗粒分析时颗粒分析时, ,这类颗粒归到粒径小于的这类颗粒归到粒径小于的 范围范围1D1D2D第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征1.3 1.3 泥沙的几何特征泥沙的几何特征10一一 粒径粒径(3) (3) 沉降粒径沉降粒径V水析法分析细沙颗粒粒径水析法分析细沙颗粒粒径(0.1mm)(0.1mm)静水沉降法静水沉降法同密度同密度, ,等沉速的球体直径等沉速的球体直径)(DfV 1.3 1.3 泥沙的几何特征泥沙的几何特

4、征第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征11二二 粒径分布与级配曲线粒径分布与级配曲线1.3 1.3 泥沙的几何特征泥沙的几何特征第一章第一章 泥沙泥沙的来源和基本特征泥沙泥沙的来源和基本特征12二二 粒径分布与级配曲线粒径分布与级配曲线筛号筛孔直径D(mm) 上下两筛 平均孔径介于两筛孔间的重量百分比 （）小于该筛孔的重量百分比 （）算术平均粒径几何平均粒径1620301402001.190.840.590.1050.0740.9860.7000.0880.485.290.0599.7599.2793.980.100.050.4733.7030.01240.0044-

5、0.007-1.887-0.209-0.1222/1)(下下上上DDDi ip iipD iipD ln381.0 mD366.0 mgD13 二二 粒径分布与级配曲线粒径分布与级配曲线14二二 粒径分布与级配曲线粒径分布与级配曲线(3)(3)绘制颗粒粒径累积频率曲线绘制颗粒粒径累积频率曲线 ( (级配曲线级配曲线) )颗粒粒径累积频率曲线越陡，颗粒越均匀颗粒粒径累积频率曲线越陡，颗粒越均匀15三三 粒径分布的特征值粒径分布的特征值颗粒粒径累积频率曲线纵轴取值颗粒粒径累积频率曲线纵轴取值5050时所对应的粒径时所对应的粒径mmD36.050 各粒径组平均各粒径组平均粒径的重量百分比粒径的重量百

6、分比加权平均值加权平均值381.010011 niimpDD1535607590,DDDDD1.3 1.3 泥沙的几何特征泥沙的几何特征16粒径取对数后粒径取对数后的重量百分比加权的重量百分比加权平均值平均值 niimgpDD1ln1001ln366.0)ln1001exp(1 niimgpDD76.1)11.0/34.0()/(2/12/12575 DD 系数越小系数越小, , 越近越近1 1，沙样越均匀，沙样越均匀9 .151 .84/lndd509 .151 .84DddDmg1060dd9 .151 .84/ ddmg171.4 1.4 泥沙的重力特征泥沙的重力特征一泥沙的密度与容重一

7、泥沙的密度与容重33/,/mkgfmN33/,/mtmkgVMss沙粒的体积沙粒的质量VWss沙粒的体积沙粒的质量ss/sssWWVMWss,18孔隙大、渗透性强，孔隙大、渗透性强，体积大，干容重小体积大，干容重小孔隙小、渗透性弱，体积小，干容重大沙样体积沙样干燥后的重量s33/,/mkgfmN沙样体积沙样干燥后质量s33/,/mtmkg二泥沙的干密度与干容重二泥沙的干密度与干容重19ss 粒径组成颗粒细，不均匀，干容重小；粒径组成颗粒细，不均匀，干容重小； 颗粒粗，分布均匀，干容重大；颗粒粗，分布均匀，干容重大； 埋藏深度越深越大埋藏深度越深越大 淤积历时越久越大淤积历时越久越大二、泥沙的干密度与干容重二、泥沙的干密度与干容重1.4 1.4 泥沙的重力特征泥沙的重力特征三、确定干密度的理论方法三、确定干密度的理论方法)1 (ess202.3 2.3 颗粒的群体特性颗粒的群体特性四四 水下休止角水下休止角 tgWWf cossin将静水中的泥沙颗粒堆