高含水率疏浚泥堆场颗粒分选试验与模型研究

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1、隶．初大·磐博士学位论文万方数据高含水率疏浚泥堆场颗粒分选试验与模型研究指导教师：本论文获国家自然科学基金(51378118；51178107)，江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZl20109)资助。万方数据EXPERIMENTANDMODELOFGRAINSORTⅢGFORDREDGEDSLUIUUESⅢRECLAIMEDLANDADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthed

2、egreeofDoctorofPhilosphyBYYANGRui．minSupervisedbyProfessorHONGZhen—shunandAssociateProfessorDINGJian．wenSchoolofTransportationSoutheastUniversityNovember2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

3、包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：盔丕毖熟日期：趁!生：!!：绰东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包

4、括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。’研究生签名万方数据摘要吹填中高含水率疏浚泥颗粒水力分选现象显著，导致吹填结束后堆场内疏浚泥土性分布不均，吹填口附近疏浚泥工程性质良好，退水口附近富集细颗粒、排水固结缓慢、工程性质极差，从而极大地影响堆场优化设计和疏浚泥处理。本文对南水北调东线江苏段三个疏浚泥堆场开展现场试验，分析堆场疏浚泥颗粒分选规律，并基于泥沙运动力学和高含沙水流运动学的理论基础，建立适用于粘性土堆场的宾汉体颗粒分选计算模型和适用于砂性土堆场的牛顿体颗粒分选计算模型，论文主要研究工作如下：(1)对

5、三个堆场开展现场调查，收集原泥的工勘数据、疏浚方式和堆场布置等信息，对堆场内不同位置、深度的疏浚泥进行取样，开展疏浚泥颗粒分析、界限含水率、含水率和强度试验，分析疏浚泥颗粒粒度、界限含水率、含水率和强度的空间分布规律，并对堆场疏浚泥土性进行分类。(2)疏浚泥颗粒分选与颗粒的相对运动有关，原泥颗粒组成不同发生明显相对运动的颗粒的界限粒径不同，为此根据颗分试验结果将粘性土堆场疏浚泥分为dO．Olmm三个粒组，将砂性土堆场疏浚泥分为dO．075mm

6、两个粒组，分析各粒组颗粒含量、相对含量沿程变化规律，明确颗粒的相对运动是造成疏浚泥颗粒分选的本质原因。(3)定义分选系数和偏离系数分别用于定量评价堆场疏浚泥颗粒分选的显著程度和堆场疏浚泥颗粒组成与原泥的偏离程度，明确原泥颗粒组成对颗粒分选的影响，为分选模型的建立和模型的工程应用提供必要的参数。(4)基于泥沙运动力学和高含沙水流运动学的理论基础，对疏浚泥流体类型进行划分，并对堆场疏浚泥颗粒分选机理进行探讨。(5)基于高含沙水流两相流模型的理论基础，利用质量守恒方程、泥浆的本构方程和河床切应力方程等，考虑疏浚泥初始状态

7、、吹填速率和边界条件的影响，建立适用于粘性土堆场的宾汉体颗粒分选计算模型。(6)借鉴泥沙运动学中非均匀悬移质不平衡输沙理论，考虑颗粒分选的主要影响因素，并结合吹填实际工况，利用连续性方程、运动方程、输沙方程和悬移质级配方程等建立适用于砂性土堆场的牛顿体颗粒分选计算模型。(7)利用现场试验数据对分选模型进行验证，通过模型分析原泥颗粒组成、初始含水率和吹填速率对疏浚泥颗粒分选的影响，并对模型的工程应用进行探讨。万方数据摘要关键词：高含水率疏浚泥；堆场；颗粒分选；模型；土性II万方数据ABSTRACTThephenome

8、nonofgrainsortingofdredgedslurrieswithhi曲moisturecontentduringfillingisremarkable，anditwillleadtoinhomogeneousdistributionofsoilsinreclaimedland．IngeneraJ，coarserparticlesareheaped