黃河“揭河底”河段膠泥層力學特性研究.pdf

1、黃河“揭河底”沖刷現象是復雜流態(tài)與邊界條件下，水沙運移及河床調整反應的一種特殊現象。揭底沖刷往往導致河床強烈下切，有時一次洪峰可將河床沖深數米，使河床及水位大幅下降;同時沖刷作用往往引起河道主槽的遷徙，對河道沿岸工程造成嚴重破壞，給黃河防洪帶來巨大壓力。上世紀七十年代，“揭河底”現象就引起了國內外水利工作者的高度關注，并對此問題開展了大量的研究，也取得了一批研究成果。但由于“揭河底”現象發(fā)生的隨機性較強，難以捕捉其發(fā)生前后水流狀況的實時

2、資料，加之受河流泥沙動力學基本理論研究水平的限制，使得“揭河底”沖刷問題的研究還不夠深入，難以滿足現實黃河治理開發(fā)決策的需要。
　　 本文通過開展黃河“揭河底”沖刷現象原型河床膠泥層的相關土工試驗，對膠泥層的物理力學特性進行探討;并利用實驗數據分析膠泥層泥沙粒徑級配、含水率等物理指標與其抗剪強度、抗折強度的關系，為研究揭底沖刷現象發(fā)生的水沙指標提供理論依據。本文的主要研究內容有:
　　 (1)分析探討“揭河底”沖刷河段淤

3、積物的形成機理;
　　 (2)根據揭底河段膠泥塊的形成機理，對從揭底原型河段取回的土樣進行重塑（將原型河床膠泥塊碾碎，放入容器中加水攪拌，使泥沙絮凝沉積，通過風干形成膠泥層，用環(huán)刀制樣），對重塑試樣進行直剪試驗，探討抗剪強度和顆粒級配、含水率的關系;
　　 (3)對重塑的不同顆粒級配的膠泥層土樣，進行粒度和粒形分析;
　　 (4)對重塑膠泥試樣進行抗折強度試驗，并分析抗折強度和膠泥塊顆粒級配、含水率的關系。

4、>　　 論文通過理論探討和實驗數據分析，取得如下成果:
　　 (1)對于顆粒較細的膠泥質土而言，球形度集中在0.6-1.0之間，且無較大差別。
　　 (2)直剪實驗參數粘聚力在含水率11％-14％范圍內出現峰值，峰值后粘聚力和內摩擦角都隨含水率的增加呈線性降低趨勢，但含水率對粘聚力的影響遠大于對內摩擦角的影響程度。隨著中值粒徑的增大，極細泥沙顆粒的減少，粘聚力隨含水率增加而降低的趨勢減緩。
　　 (3)隨含水率