泥石流输砂能耗及运动速度与阻力的计算方法

泥石流由于其固体浓度高，物质组成的粒径范围很宽、运动机理十分复杂，因而泥石流治理实际工作中急需解决的问题，如泥石流运动速度及阻力等的计算，迄今未能取得满意的结果。本文根据泥沙运动力学理论，分析泥石流中不同粒径固体运动形式及其消耗，从宏观的能量角度提出各类泥石流的运动速度与阻力计算的新途径，其结果可供实际工作者参考应用。     

长距离管道输送中浆体物理特性及输送参数的试验研究

本文介绍了1982—1983年我们对内蒙准格尔及山西平朔煤等进行的煤浆管路输送的试验研究。试验包括浆体流变、沉降等物理特性及环行管道阻力、输送流速等参数的测定(在管径为51—205毫米的四个系统上进行)。根据试验成果分析了煤浆管道输送机理,并论证和提出了我国输煤管道可行性设计适宜的基础数据,同时对国外现有的同类数据及方法进行了评价。     

黄河下游引黄灌区输沙渠道优化设计

黄河下游两岸有万亩以上灌区近100处,引黄灌溉给农业生产带来巨大效益,但渠道泥沙淤积十分严重,主要原因一是没有可靠的公式来核算渠道的输沙能力,二是没有根据水力优化断面参数来确定渠道断面尺寸,往往使渠道设计断面面积偏大,流速偏低。通过黄河下游泥沙组成得到黄河下游输沙平衡关系,并利用渠道断面参数优化原理,可使渠道输沙能力成倍增加。输沙渠道优化设计不仅为引黄灌区改造和输沙入田提供理论依据,还可为黄河下游高含沙水流远距离输沙提供新的技术支持。     

流动浆液中宾汉剪切力变化规律^＊

河道中洪水高含沙水流和工业管道输送的高浓度浆体,多数属于宾汉型流体.宾汉剪切力大小对于高含沙水流或浆体的流动特性有很大影响.本文通过水槽试验,研究了流动浆液中宾汉剪切力随着水流的有效雷诺数的增加而减少的变化规律.在层流向紊流过渡时(有效雷诺数按2100计)宾汉剪切力约为静止条件下的60％.当有效雷诺数达到3.5×10~4时,宾汉剪切力接近为零,浆体可近似地按牛顿流体考虑.     

伪均质流紊流阻力的研究

伪均质流在紊流光滑区及过渡区的阻力问题,存在各种分歧意见.本文提出一种新的分析方法,论证了在紊流光滑区及过渡区的伪均质流阻力系数低于同雷诺数清水的阻力系数.本中得到的关系式可直接应用于上述阻力系数的计算.     

泥沙源区沟道输沙能力的计算方法

小流域沟道是泥沙进入江河的初级通道，在洪水流量较大时，沟道挟沙力强，其输沙量往往接近断面以上流域侵蚀量，进入江河的沙量取决于流域内的补给沙量，但在洪水流量较小时，沟道水流挟沙力下降，其输沙量小于断面以上流域侵蚀量，进入江河的沙量取决于各级沟道的挟沙能力。黄土地区小流域沟道纵坡陡，固体物质补给又十分丰富，虽然沟道尺度不大，但水流含沙量却很高，已有各种基于低含沙水流的挟沙公式不能表达沟道中高含沙水流的输沙特性。作者通过分析及试验研究，求得在输沙平衡条件下水流泥沙因子间的关系，提出小流域沟道挟沙力公式，经初步验证结果满意，这为估算分析不同条件下流域输沙量提供依据，也对水土保持规划有一定的指导意义。     

高浓度浑水的粘滞系数(刚度系数)

一 高浓度浑水一般属宾汉体,现有浑水粘性的研究成果,多数只能给出宾汉极限剪应力及刚度系数与浑水浓度(或含沙量)关系的经验表达式.这些经验公式,各自限于一定的试验条件和所利用的颗粒级配特性,彼此之间出入很大.所以不能获得统一和比较满意的表达式,除了测验浑水粘性的设备或技术条件外,主要还是影响浑水粘性的因素太多,尤其在含沙量很高及泥沙颗粒很细的情况下,水沙混合物所形成的浑水     

关于浆体水击压力波波速的实验研究

在浆体水击的研究中,压力波波速是一个重要参数,它不仅关系到压力的增高,管道壁厚的选择,而且关系到管道运行中泵站及阀门的启闭.本文重点分析了影响浆体水击压力波波速的因素,推导了不同条件下浆体水击压力波波速的公式,并通过实验,对公式进行了验证.     

基于能量耗损原理的泥石流分界粒径确定方法

本文以泥石流固相与液相的能坡损失之和来表达泥石流运动能量耗损总值,并基于最小能耗原理提出了泥石流固、液两相分界粒径的确定方法.通过在云南蒋家沟实施6组现场泥石流模拟试验,结果表明试验沟道的泥石流分界粒径处在5～6mm之间,与前人成果基本相符,同时分析了分界粒径与最小能量耗损和容重之间的变化规律,即分界粒径随着最小能坡损失和容重的增加而呈缓慢的增大趋势等,为建立了非均质黏性泥石流动力学模型奠定了基础.     

两相非均质流输沙平衡关系及挟沙力研究

对非均质流挟沙力研究现状分析表明,目前悬移质水流挟沙力公式存在的问题:一是未能正确反映水流势能转化为动能过程中必须考虑的阻力因子;二是未能正确处理泥沙颗粒的非均匀性特点;三是未能正确计算悬液黏度对颗粒沉速的影响。本文基于大量室内平衡输沙试验及野外河渠准平衡输沙观测资料,建立了非均匀沙悬移质输沙平衡关系,得到了新的适用于各级含沙量的非均匀沙悬移质挟沙力公式。进而根据建立的输沙平衡关系,得到了挟沙水流的不淤流速及阻力坡降关系,可用于河道治理及渠系设计。