干重度

土木工程名词

简介

泥沙物理模型试验是解决工程泥沙问题的一种比较有效和可靠的手段国内外许多学者对模型沙的基本特性问题进行了大量的研究，获得了丰富的试验资料其中，对模型沙干重度这个基本参数的研究有着不同的试验结果，原因是多种多样的，既有模型沙本身性质方面的影响，也有因试验方法和试验手段不同而造成的偏惹在泥沙模型试验中，模型沙的干重度是影响起动流速和冲淤时间比尺等的重要参数，电木粉、塑料沙、煤粉的密实过程对起动流速的影响已有一些研究成果在总结这方面研究成果的基础上进一步通过试验和理论分析研究了模型沙干重度的变化规律，探讨了这种变化在动床模型试验中对泥沙运动相似性的影响，使模型试验的结果在解决工程泥沙问题方面更加科学、可靠。

几种模型沙干重度的变化规律

模型沙性质的研究，是伴随着泥沙模型试验理论和实践的发展而产生的。在大量的泥沙模型试验的基础上，出现了十几种材料的模型沙，由此开展了大量的模型沙特性试验研究这些研究成果及各类泥沙模型的应用实例，为认识模型沙特性提供了可靠的依据和宝贵的经验。模型沙的重度和干重度是一个变化比较大的参数，对于不同材料的模型沙差别是显而易见的。对于木粉模型沙，由于材质、加工和防腐处理的方法不同，这一参数也有较大的变化针对这一情况，在已有的试验成果的基础上又对木粉模型沙进行了一些试验研究，从淤积历时、粒径、埋置深度和加工方法几个方面深入探讨了干重度的变化规律。

干重度与淤积历时的关系

一般来讲，干重度随淤积历时的延长而增加并逐渐趋向一个稳定的值，但是趋向稳定的时间有很大区别。不同粒径的模型沙在趋向稳定的时间段内的变化范围差异也是很大的，较粗颗粒的模型沙其干重度易于趋向稳定，初始干重度与稳定干重度比较接近;而细颗粒模型沙的干重度达到稳定所需时间要长的多。

干重度随粒径的变化

模型沙的粒径愈细，干重度愈小，变化幅度则愈大;反之，粒径较大的泥沙，其干重度大一些，变化幅度则小一些。电木粉和煤粉都是随着粒径的增大，干重度明显增大出现上述规律性变化的原因是较细粒径的模型沙，在沉积过程中，颗粒间具有蜂窝状结构，空隙率较大，因而干重度较小，有较大的压缩性随着上层压力的增加和淤积历时的延长，孔隙水逐渐排出，所以干重度的变化幅度较大对于较粗模型沙来说，基本没有蜂窝状结构，或为量甚微，故其干重度较大，淤积后的压缩性较小，比较容易趋向稳定，所以干重度的变化范围较小。就木粉模型沙而言，这种变化规律又有其特殊性不同材质和加工方法直接影响木粉模型沙的颗粒形状及其孔隙率如用针叶林木材加工的木粉中针状颗粒较多，这种模型沙容易搭接产生蜂窝状结梅不同的防腐方法也会影响模型沙的结构和比重，对淤积干重度的变化规律产生影响。

不同加工方法对干重度的影响

木粉模型沙是在动床模型试验中应用最为广泛的一种模型沙，主要应用于底沙冲刷试验，也应用于悬沙试验木粉模型沙的优点是重度小、无粘性、水下休止角大，可大量制备;缺点是易腐烂变质，防腐处理工作量大，大颗粒呈针条状所以为了解决这两个问题，就产生了不同的粉碎方法和防腐处理的方法而且木粉结构呈纤维状、孔隙率较大，孔隙饱水状态的重度才是反映模型沙在水下的真实重度，由于这一特殊性质，在测量重度的时候不能采用常规的烘干的方法得到其重度和干重度，而只能采用量筒法得到这两个指标由于加工方法的不同，其干重度的变化非常大。不同的加工方法其干重度的变化范围非常大但是这也只反映了问题的一个方面，对于采用同一种加工方法和防腐处理方法得到的模型沙，其重度随着粒径、埋置深浅和沉积历时也有着很大的变化。

干重度随埋藏深浅的变化

由于上层淤积物所受压力较小，下层淤积物所受压力较大，所以泥沙的埋藏深度愈深，其干重度愈大，变化幅度则愈小;反之，埋藏深度愈浅，其干重度愈小，其变化幅度也愈大。

在底沙冲刷模型中，干重度随埋置深浅的变化尤其应该引起重视，因为在试验过程中随着冲刷深度的加大，干重度越来越大，与此密切相关的起动流速就会发生变化，对冲淤时间比尺也有一定的影响。

总结

1模型沙干重度随淤积历时、粒径、埋置深浅而变化，原料及加工方法对其也有一定的影响。

2在泥沙模型试验中，应该充分考虑干重度的变化对起动流速和冲淤时间比尺的影响，以便合理地确定有关参数，使试验成果更趋完善。

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