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淤泥质港口适航水深技术:浮泥的定义及界限

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:浮泥主要以含沙量或密度为判别参数,并结合流变特性进行界定,即以流变模型由牛顿流体转为宾汉流体时为浮泥的下限,当浮泥的流动性明显消失,流变参数随浮泥重度的增大而明显加大时为浮泥的上限。另外,还有学者综合考虑流变特性、平衡坡度、絮凝结构、界面波等因素来确定浮泥的界限。也有研究者认为当黏性泥沙浓度超过凝聚点即10~100kg/m3时,称为浮泥。需要说明的是,国内研究人员定义的浮泥大多为相对稳定状态。

淤泥质港口适航水深技术:浮泥的定义及界限

淤泥质海岸的泥沙在潮流和波浪作用下,往往以悬移质运动为主,一般天气条件下含沙量较低,但大风浪期间含沙量较高,特别是在大风和台风影响下,水体含沙量是平常天的几倍、十几倍,甚至几十倍,造成许多淤泥质港口航道泥沙回淤严重,甚至在台风或寒潮作用下还会产生骤淤碍航现象。这些港口的淤积物质主要由黏性细颗粒泥沙组成,淤积物密度由表向下逐渐增大,表层泥沙单位体积内的含沙数量少,通常称为浮泥。

浮泥主要以含沙量或密度为判别参数,并结合流变特性进行界定,即以流变模型由牛顿流体转为宾汉流体时为浮泥的下限,当浮泥的流动性明显消失,流变参数随浮泥重度的增大而明显加大时为浮泥的上限。另外,还有学者综合考虑流变特性、平衡坡度、絮凝结构、界面波等因素来确定浮泥的界限。但不同学者采用的标准不同,为便于描述,将浮泥是否流动作为划分依据,将其简单划分为流动型和相对稳定型浮泥两大类。

(1)流动型浮泥:悬沙浓度介于3~30kg/m3时,絮凝沉速达到最大(1~10mm/s);当悬沙浓度进一步增加时,沉速却迅速减小,在浓度为50~100kg/m3时,沉速变得很小趋于0,此时黏度远大于纯水的黏度,但尚可以流动,因而称为流动型浮泥。也有研究者认为当黏性泥沙浓度超过凝聚点(gelling point)即10~100kg/m3时,称为浮泥。其表现出明显的非牛顿体,要么稳定要么以层流方式流动,而且其动力与上层水流关系不大。因此,定义流动型浮泥的密度为1 030~1 060kg/m3,黏度较小。(www.xing528.com)

(2)相对稳定型浮泥:当浓度大于50~100kg/m3(转化为密度,为1 030~1 060kg/m3)时,黏度已经足够大到阻止其发生流动(但可沿足够陡的斜坡向下以蠕动的黏性流运动),更多的文献界定的浮泥对应的含沙浓度要远大于100kg/m3,综合国内外的成果界定浮泥为1 030(1 030—1 100)~1 250(1 200—1 300)kg/m3。需要说明的是,国内研究人员定义的浮泥大多为相对稳定状态。

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