基于旋转水槽试验的水下泥石流底部水压研究

发布时间：2025-06-06 04:33

　　 水下泥石流的低阻力运动特性研究是研究水下泥石流运动机理的重要内容,水下泥石流底部的水压对泥石流运动阻力有重要影响。为此,采用旋转水槽实验室模拟水下泥石流的低阻运动,实测水下泥石流视摩擦角;采用新开发的测量系统,实测水下泥石流底部的水压,评估水下泥石流底部的静水压和附加水压。试验结果和理论分析表明,在水下泥石流底部的附加水压与水下泥石流的低阻力运动密切相关:水下泥石流密集流的最大厚度为12 mm的条件下,附加水压最大值达69 Pa。研究成果为揭示水下泥石流低阻力运动机理提供实验依据,新开发的测量系统为低阻力运动泥石流的水压测量开辟新途径。

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【部分图文】：

图1 旋转水槽试验

水下泥石流制作设备为旋转水槽(图1)(Dengetal.,2017)。试验中的水槽直径29icm，宽度6icm。在两组试验中，分别使用两种粒径的石英砂(密度2.65iton·m-3)，即300目(48iμm)硅砂和20～40目(850～425iμm)硅砂。前者较细，在本文中成....

图2 水槽匀速旋转时的实验结果

在水槽匀速旋转时，两组试验的β如图2所示。两组试验得到的β差异明显:(1)L组的运动不如S组稳定，导致β有较大的波动，同一个速度v对应的β的上下限之间的差异达到10°;S组的运动稳定性较好，除了v=0.11im·s-1情况下有小波动导致对应β的上下限之间的差异达到1.4°之外，....

图3 水槽停止转动后槽底水压历史

式中:Δusus为悬浮流引起的附加水压;Δuden为密集流引起的附加水压。由图3b的试验结果可知，Δusus悬浮流引起的水压变化比较小。Δuden由两部分组成:图4判断转动停止时刻(t=0)

图4 判断转动停止时刻(t=0)

图3水槽停止转动后槽底水压历史式中:Δuvol为密集流骨架的体积变化引起的附加水压;Δunon-vol为密集流骨架的体积变化之外的因素引起的附加水压。Δuvol的典型表现是超孔隙水压(Dengetal.,2011)，即剪切时由于土体的剪缩(或剪胀)引起土体骨架的体积减小(或....

本文编号：4049796