抛石沉降附加历时及其对漂距的影响分析

沉降附加历时是指抛石按实际变速沉降与以稳定沉速匀速沉降之间存在的历时差,目前还没有深入研究。基于抛石沉速和行程的理论方程式,引入沉降形阻系数、单径稳降历时和粒径水深比等参数,简化了抛石沉速和行程的理论公式结构,给出了沉降总历时和附加历时的精确解及等同的近似解,建立了沉降附加历时无量纲关系式和平均沉速理论计算式。实例分析表明,沉降附加历时比随着粒径水深比呈线性增加。基于流速垂线均匀分布的漂移速度和漂距方程,建立了相对漂距与佛汝德数和粒径水深比的无量纲表达式。分析结果表明,当粒径水深比为0.01~0.05时,忽略附加历时可使漂距偏差达到5%~50%,当粒径水深比为0.1时,偏差甚至超过100%。

流速垂线分布对抛石漂距的影响研究

在回顾流速垂线分布对抛石漂距影响研究现状的基础上,分析了当前在其影响规律方面研究的不足。基于抛石沉降理论,引入沉降附加历时,给出了沉降附加历时的精确解及几乎可等同的近似解,建立了平均沉速的计算式。特例分析表明,附加历时所占比例随粒径水深比呈现线性增大规律,当粒径水深比大于0.01时,忽略附加历时会造成较大误差。分析了漂移速度简化解存在的不足,建立了漂距简化解的无量纲表达式,实例分析指出,漂距随流速垂线分布不均匀系数呈线性增加,而垂线分布形式影响甚微。最后基于流速垂线分布的漂距简化解,应用数值分析对漂距计算公式进行了初步修正,提出了包含不均匀系数、水流条件和粒径参数的漂距修正解。