浅析荆江河段床沙的分析方法及基本特性

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1、浅析荆江河段床沙的分析方法及基本特性　　【摘要】本文是作者结合自己多年的工作实践，主要对荆江河段床沙的分析方法及基本特性做得具体分析，以荆江床沙颗粒的大小相差比较悬殊，小的在微米以下，大的可达50毫米以上，且具有不同的泥沙特性。本文通过对床沙特性和颗分方法的探讨，明确了在生产过程中对不同沙型应使用不同的分析方法，并对床沙月年资料的整编提出了建议。　　【关键词】床沙颗粒级配分析方法泥沙特性资料整编　　1前言　　床沙测验的目的是确定河床组成物的粒径大小、级配、密度等。它是研究泥沙运动规律、河床冲淤变化、输沙能

2、力、糙率以及河床演变、水利工程建设等诸方面的重要泥沙资料。　　2床沙颗粒的主要分析方法　　根据河流泥沙的分类；床沙可分为粉砂、砂粒、砾石、卵石、漂石等，粒径范围不同应选用不同的颗粒分析方法，荆江河段床沙一般采用尺量法、筛分析法、激光法、筛激结合等。　　2.1尺量法　　卵石的粒径范围是16～250mm，粒径大于64mm的卵石宜用尺量法，尺量法分析应按下列步骤进行：　　将全部样品用64mm孔径筛进行分离，小于64mm筛下砂样的分析处理：5　　当样品中粒径大于16mm的颗粒量占总量90%以上时，在现场再用16m

3、m孔径筛进行分离。筛上颗粒全部用于分析，筛下颗粒称其质量后直接参加全样级配计算。　　样品中粒径大于16mm的颗粒量少于总量的90%，且砾石、砂粒的质量超过3kg时，可用16mm孔径筛将全部样品进行分离，筛上颗粒全部作为卵石试样分析；筛下颗粒，在现场称其湿沙质量，用四分法分取1～3kg装入塑料袋，防止水分损失，带回室内准确称其湿沙质量，然后烘干并称其干沙质量。　　湿沙样的含水率应按分式=计算；筛下颗粒的干沙质量按公式WSL=计算；筛下颗粒质量与沙样总质量的比值应按公式C=计算。　　式中：a―湿沙样的含水率；

4、―筛下分样的湿沙质量；―筛下分样的干沙质量；　　―筛下颗粒的干沙质量；―筛下颗粒的湿沙质量；―筛上颗粒干沙质量；C―筛下颗粒质量与沙样总质量的比值。　　大于64mm筛上砂样的分析处理：　　先按卵石粒径大小序次排列，再采用自由分组测量。所谓自由分组，不是按规定的粒径级划分组距，而是按颗粒排列次序随意分为若干组。每组挑选最大一颗或两颗用游标卡尺量测其长、中、短三轴并称其重量，几何平均粒径按公式Di=计算。　　式中：a―颗粒长轴方向的长度；b―颗粒垂直于a方向的最大宽度；c―颗粒垂直于a和b方向的最大厚度。　　

5、当整个样品卵石数量少于15颗时，应逐颗测量称重。　　2.2筛分析法5　　砂粒的粒径范围是0.062～2mm，砾石的粒径范围是2～16mm，筛分析法分析范围适用于0.062～64mm，此方法不仅设备简单、操作方便，而且测量结果较直观地反映了颗粒的几何尺寸，是床沙分析最主要的方法。　　（1）大于2mm粒径颗粒筛分析法应按下列步骤进行：1）称量试样沙量。2）选用圆孔粗筛组装成套。3）将分析沙量置于套筛最上层，逐级手摇过筛。4）当样品沙量过多时可分几次过筛，同一组的颗粒合并称量计算。　　（2）对粒径小于2mm的颗

6、粒按下列步骤进行：1）称量试样沙量，一定要用四分法取样，沙量宜小于20克。2）选用方孔编织筛组装成套。3）将分析沙量置于套筛最上层，按规定时间分析。4）当累计总沙量与备样沙量之差超过2%时应重新备样分析。　　2.3激光法　　粉砂的粒径范围是0.004～0.062mm，激光法分析范围适用于0.0002～2.0mm。激光法具有分析速度快、分析粒径范围大、重复性好、操作简便等优点，是分析床沙中粘泥和粉砂的一种补充方法。　　当床沙样品中无2mm以上颗粒且粒径小于0.062mm的颗粒不足总沙量的10%时，可作激光法

7、分析、也可将样品烘干后碾压分散，分取适量样品作筛分析法分析；当粒径小于0.062mm的颗粒超过样品总量的10%时，可先将样品过0.062mm孔径的洗筛，筛上颗粒用筛分析，筛下颗粒用激光法分析。　　3荆江河段床沙的主要特性5　　荆江河段在地理位置上，距葛洲坝水利枢纽下游约66km，一段冲积性平原河道。它贯穿于江汉平原与洞庭湖平原之间，河段上起枝城镇下至洞庭湖口的城陵矶镇，全长377km。由于受长江三峡水库蓄水和清水下泄的影响，荆江河段普遍冲刷，荆江河段的泥沙颗粒也在不断发生变化。　　3.1荆江上游河段的床沙

8、特性　　上荆江河段控制断面为枝城水文站，断面左岸为沙质河床、右岸成礁板河床。床沙颗粒以卵石及卵石夹沙为主，颗粒分布不均匀，上限粒径可达50mm以上，以尺量法和筛析法为主。　　3.2荆江中下游河段的床沙特性　　荆江中下游河段的控制断面为沙市站及监利站，该河段为中粗沙质河床，床沙颗粒分布较均匀，仅监利站汛期左岸有淤积现象，边界一线床沙有少许粉粘颗粒，筛析法是主要分析方法。　　3.3荆南四口的床沙特性　　荆南四口的新江口、沙道观、弥