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砂性土细颗粒起动临界水力坡降计算方法 被引量:14
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作者 王明年 江勇涛 +2 位作者 于丽 董宇苍 段儒禹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2515-2524,共10页
地下水渗流作用下内部不稳定砂性土将发生潜蚀现象,潜蚀作用引起的土体渗透破坏会对土工建筑物或地基造成不良影响。考虑土体有效应力和细颗粒应力折减,建立渗流场中细颗粒受力模型,根据极限受力平衡状态得到潜蚀过程中砂性土细颗粒起... 地下水渗流作用下内部不稳定砂性土将发生潜蚀现象,潜蚀作用引起的土体渗透破坏会对土工建筑物或地基造成不良影响。考虑土体有效应力和细颗粒应力折减,建立渗流场中细颗粒受力模型,根据极限受力平衡状态得到潜蚀过程中砂性土细颗粒起动临界水力坡降计算公式,并通过DEM-CFD耦合方法以及现有试验数据进行验证。结果表明:砂性土中细颗粒以滚动方式起动,起动临界水力坡降受渗流水流、土体特性以及颗粒自身特性共同影响;砂性土表层细颗粒起动临界水力坡降受埋深影响较大,埋深1 cm的细颗粒最高、最低起动临界水力坡降相差10.169%,埋深10 cm时差异减少至1.061%。该计算方法与数值模拟和渗流试验结果的最大标准误差分别为6.038%、11.211%,可以较为准确地预测砂性土细颗粒起动临界水力坡降。 展开更多
关键词 渗流 潜蚀 颗粒流失 颗粒起动 临界水力坡降 DEM-CFD耦合
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地下水源热泵运行时颗粒粒径对颗粒起动影响的理论分析 被引量:1
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作者 王松庆 张旭 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第9期63-66,共4页
地下水源热泵运行时地下水渗流引起颗粒起动是造成井壁坍塌和井壁周围颗粒重组等实际问题的重要原因之一。本文针对上述问题通过理论计算分析了颗粒粒径对颗粒起动的影响,结果表明与大粒径颗粒相比,粒径较小的颗粒不易于起动,有利于延... 地下水源热泵运行时地下水渗流引起颗粒起动是造成井壁坍塌和井壁周围颗粒重组等实际问题的重要原因之一。本文针对上述问题通过理论计算分析了颗粒粒径对颗粒起动的影响,结果表明与大粒径颗粒相比,粒径较小的颗粒不易于起动,有利于延长地下水源热泵的使用寿命。 展开更多
关键词 地下水源热泵 颗粒粒径 颗粒起动
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水流作用下裂隙内沉积颗粒起动临界流速研究
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作者 胡东亮 问小江 +3 位作者 郑玲娜 刘应科 方飞飞 王凤超 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期963-971,共9页
为了优化阻塞裂隙的水力冲刷工艺参数,采用物理试验和理论分析相结合的方法,建立了水流作用下颗粒起动有效作用流速数学模型,研究了水流作用下裂隙内不同形状颗粒的起动方式和颗粒起动临界流速随颗粒粒径、流体密度和裂隙高度的变化特... 为了优化阻塞裂隙的水力冲刷工艺参数,采用物理试验和理论分析相结合的方法,建立了水流作用下颗粒起动有效作用流速数学模型,研究了水流作用下裂隙内不同形状颗粒的起动方式和颗粒起动临界流速随颗粒粒径、流体密度和裂隙高度的变化特性。结果表明:近圆颗粒和椭球颗粒主要以滚动方式起动,扁平颗粒以滑动方式起动;颗粒起动临界流速随颗粒粒径的增大呈现对数增大的变化规律,随流体密度的增大呈减小的变化规律;进一步地,由于颗粒起动有效作用流速与裂隙高度的增大呈负相关的变化规律,因此颗粒起动临界流速随裂隙高度的增大而增大。为提升阻塞裂隙的水力冲刷效果,应采用的方法是增加流体介质的密度,促使裂隙内更多的沉积颗粒发生起动。此外,当水力冲刷工艺运用至裂隙发育的地带时,应该适当提高水力冲刷工艺的注水量,提高堵塞裂隙的水力冲刷工艺效果。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 裂隙通畅性 颗粒起动 起动方式 临界流速
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单颗粒液滴飞溅对颗粒起动的影响
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作者 鹿泽洋 彭清娥 +1 位作者 赵瑜琪 张瑞雪 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期37-42,共6页
通过室内模拟降雨试验,探究单颗粒液滴飞溅对泥沙颗粒起动的影响。试验共设计4种地表坡度(0,15°,25°,35°)及4种粒径的均匀沙(0.098~0.104,0.104~0.5,0.5~0.78,1~1.4 mm),选取当量直径为4.5 mm的液滴进行模拟试验,同时利... 通过室内模拟降雨试验,探究单颗粒液滴飞溅对泥沙颗粒起动的影响。试验共设计4种地表坡度(0,15°,25°,35°)及4种粒径的均匀沙(0.098~0.104,0.104~0.5,0.5~0.78,1~1.4 mm),选取当量直径为4.5 mm的液滴进行模拟试验,同时利用高吸水树脂材料泡发后的水球作为对照组。结果表明,颗粒直径和坡度的变化对颗粒起动的影响较为显著,飞溅子液滴对液滴溅蚀具有重要意义。随着颗粒直径的增大,颗粒的起动逐渐由液滴冲击和子液滴飞溅裹挟共同作用转变为液滴冲击动能传递为主,飞溅携带为辅。当颗粒直径相同时,坡度的增大导致飞溅沙粒不再均衡,斜坡下方的颗粒飞溅量和位移随坡度的增大而增大。坡度越大,下方颗粒溅蚀深度与上方的差距也越大,导致上方颗粒失去支撑,整体失稳垮塌,发生微小滑坡。同种粒径时,树脂水球溅蚀坑的宽深比明显小于相同直径的液滴溅蚀坑,液滴溅蚀量远大于树脂水球直接撞击作用下起动的颗粒量,子液滴的拖曳对颗粒起动具有重要意义。 展开更多
关键词 雨滴飞溅 坡度 颗粒起动 子液滴
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无黏性土颗粒起动临界水力梯度的计算模型
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作者 赵耀威 李达 +1 位作者 高笑娟 焦雷 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第11期59-64,69,共7页
为了得到颗粒起动流失的临界水力梯度,研究基于变截面孔隙管道的几何边界条件,分别对一般存在状态的可动颗粒和临界存在状态的阻塞颗粒进行起动流失的运动力学分析,考虑两种状态下可能影响颗粒起动的不同因素,建立了预测颗粒起动流失临... 为了得到颗粒起动流失的临界水力梯度,研究基于变截面孔隙管道的几何边界条件,分别对一般存在状态的可动颗粒和临界存在状态的阻塞颗粒进行起动流失的运动力学分析,考虑两种状态下可能影响颗粒起动的不同因素,建立了预测颗粒起动流失临界水力梯度的理论计算模型,并通过已有试验资料验证了模型预测临界水力梯度的有效性。从孔隙管道中颗粒可能存在的实际状态出发,引入相对遮挡度、相对暴露度和应力状态等关键影响因子进行力学分析,探究了渗流方向、相对遮挡度以及相对暴露度等参数对临界水力梯度的影响规律,结果表明建立的计算模型对临界水力梯度预测具有有效性和优越性。 展开更多
关键词 颗粒起动流失 临界水力梯度 渗流方向 相对遮挡度 相对暴露度
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泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系 被引量:5
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作者 汤碧辉 孙红月 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期132-138,共7页
我国常年遭到泥石流灾害的侵袭,由此造成的损失不计其数。泥石流拥有巨大冲击力,其中大部分来自其中裹挟的大颗粒。文中对稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系进行了研究。以斜坡上的球形颗粒为研究对象,分析了球体受到的上举力... 我国常年遭到泥石流灾害的侵袭,由此造成的损失不计其数。泥石流拥有巨大冲击力,其中大部分来自其中裹挟的大颗粒。文中对稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系进行了研究。以斜坡上的球形颗粒为研究对象,分析了球体受到的上举力、推移力、有效重力;使用概率论的理念解决了颗粒在斜坡上的随机分布问题,得到了各个外力的力臂期望,并求解了颗粒临界起动时的力矩平衡方程,获得了颗粒起动的作用流速,进而将之转化为断面平均流速,由此得到了稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系。这对泥石流防治工程,特别是排水设施的设计具有一定参考意义。 展开更多
关键词 泥石流 颗粒起动 概率论 起动流速 安全流量
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垂直扬矿管道堵塞条件下的水力特性 被引量:5
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作者 曹斌 夏建新 刘鑫 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期446-451,共6页
基于试验研究,探讨了不同颗粒粒径(d)、堵管高度(H)、流体平均流速(V)条件下粗颗粒在垂直扬矿管道中堵管后再起动的临界条件。研究结果表明:(a)d和H是影响单位长度压差(ΔP)与V关系的2个重要参数。(b)当ΔP与V呈线性关系时,垂直管道堵... 基于试验研究,探讨了不同颗粒粒径(d)、堵管高度(H)、流体平均流速(V)条件下粗颗粒在垂直扬矿管道中堵管后再起动的临界条件。研究结果表明:(a)d和H是影响单位长度压差(ΔP)与V关系的2个重要参数。(b)当ΔP与V呈线性关系时,垂直管道堵管后颗粒将无法实现再起动;反之,如若二者呈非线性关系,则颗粒可实现再起动。(c)基于试验结果提出的颗粒再起动时的临界流速、临界单位长度压差计算公式符合精度要求。 展开更多
关键词 深海采矿 垂直扬矿管道堵塞 颗粒粒径 堵管高度 流体平均流速 颗粒起动I临界条件
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基于临界水力梯度的地下水源热泵取水量研究 被引量:2
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作者 王松庆 张旭 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第11期72-76,共5页
对不同粒径砂粒组成的两种含水层的临界水力梯度进行了计算,并以临界水力梯度为基础对地下水源热泵临界取水量进行了理论计算和分析。结果表明目前常见实际工程的取水量通常大于临界取水量,易引起颗粒起动。使用填砾井作为取水井有助于... 对不同粒径砂粒组成的两种含水层的临界水力梯度进行了计算,并以临界水力梯度为基础对地下水源热泵临界取水量进行了理论计算和分析。结果表明目前常见实际工程的取水量通常大于临界取水量,易引起颗粒起动。使用填砾井作为取水井有助于满足工程设计取水量,同时有利于减少颗粒起动情况的发生。 展开更多
关键词 临界水力梯度 地下水源热泵 取水量 颗粒起动
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