粘性泥沙冲刷机理论文报告
粘性泥沙的冲刷机理及其数值模拟
粘性泥沙的冲刷机理及其数值模拟21608104刘澄赤（东南大学交通学院勘查与技术工程系）摘要：粘性泥沙的冲刷是研究泥沙运动力学和河床演变的重要内容之一，在工程上得到广泛的应用。
水利方面的水库排沙、河沙演变、渠道稳定，以及其他方面的航道治理、桥梁冲刷、水环境保护等均与泥沙冲刷有密切的关系。
本文阐述了粘性泥沙的冲刷过程和现象，并对粘性泥沙冲刷机理和影响因素进行了分析。
同时，也介绍了粘性泥沙冲刷过程的数值模拟。
关键词：粘性泥沙；冲刷机理；数值模拟Abstract: The cohesive sediment flushing and sediment movement mechanics is one of the important contents of riverbed evolution, widely used in engineering. The reservoir in water, river sand evolution, stable, and other aspects of channel of waterway regulation, Bridges, water and environmental protection are closely related to the dirt.This paper expounds the scour process and viscosity mud, and dirt of cohesive mechanism and influencing factors were analyzed. It also introduces viscous numerical simulation of sediment flushing process.Keywords: sticky mud, Scour mechanism; Numerical simulation通常根据泥沙颗粒的大小和矿物成分，可以将泥沙分类为非粘性沙和粘性细泥沙。
粘性泥土的冲刷原理
粘性泥土的冲刷原理21109135 臧骁在交通中，港口航道交通是重要的一个方面，我有幸聆听了马亚平教授关于粘性泥土冲刷原理的报告，受益匪浅，尤其对于港口河口粘性泥土冲刷及运动对其造成的影响有很多收获。
这对于今后我们的发展研究方向，解决泥沙淤积冲刷对设备，土积等的影响起到很大的启迪作用。
我国淤泥质海岸有广泛的分布，主要分布在辽东湾、渤海湾、莱州湾、苏北、长江口、浙闽港湾和珠江口外等岸线，其总长度在4000km以上，约占全国海岸线长度的四分之一。
我国属淤泥质河口的有长江口、黄河口和珠江口，基本包括了我国的所有大江大河口。
淤泥质海岸在欧洲北海沿岸和法国西海岸、美国和南美洲、印度等均有广泛的分布。
淤泥质海岸河口的泥沙均属黏性细颗粒泥沙，由于泥沙颗粒极细受胶体化学絮凝因素的影响，其运动特性和规律十分复杂，而我国海岸、河口、一系列港口、河口开发和工程建设均面临和必须解决这些技术难题。
在过去半个世纪的漫长岁月中，中外泥沙科技工作者艰难创业、填补空白，对海岸河口黏性泥沙的工程问题经历了从定性到定量、从絮凝机理研究到工程应用两大阶段。
通常根据泥沙颗粒的大小和矿物成分可以将泥沙分类为非粘性沙和粘性细泥沙其中粘性细泥沙主要由粉沙和粘粒组成这些粘性细泥沙淤积固结后根据物理性质不同又可分为浮泥淤泥和粘土在多沙河流中包括河床河岸和滩地粘性细泥沙占有一部分的比重同时它也大量存在于水库河口港湾淤泥质粉质海岸中对这些地区的河流演变及治理有重要影响如当库区泥沙淤积历时较长时其中粘性细泥沙逐渐固结密实增强了河床的抗冲性表现出淤积容易冲刷难等特点在冲积河流中粘性细泥沙的淤积固结对河床的刷深和河岸的拓宽也有很大影响而在河口湖泊地区当淤积固结粘性细泥沙吸附部分污染物时这些污染物的迁徙扩散又与粘性细泥沙的起动冲刷过程紧密联系。
因此研究淤积固结条件下粘性细泥沙起动冲刷问题具有重要实际意义。
淤积固结条件下粘性细泥沙在起动冲刷时的受力特点和运动形式与非粘性沙有所不同非粘性沙起动冲刷时主要受到水流作用力包括切应力上举力以及自身有效重力的作用粘性细泥沙除了受到述二个力作用以外还受到颗粒间粘结力的影响水流作用力是水流施加在泥沙颗粒上促使其起动悬浮冲刷的主要动力可称为水流的冲刷力而有效重力和颗粒间粘结力是泥沙本身所固有的是使泥沙颗粒保持静止不动抵抗水流运移的主要阻力可称为泥沙颗粒的抗冲力当水流的冲刷力超过泥沙或土体抗冲力时就可以冲动泥沙或土体在淤积固结条件下粘性细泥沙逐渐密实形成一定的稳定结构颗粒间粘结力增大甚至远超过重力的影响成为抗拒水流冲刷力的主要因素因此淤积固结条件下粘性细泥沙形成的稳定结构和颗粒间粘结力往往是影响粘性细泥沙起动冲刷的关键淤积固结条件下粘性细泥沙冲刷时的运动形式与非粘性沙也不同当非粘性沙被水流冲动时是以单个颗粒的形式运动而粘性细泥沙在水流的作用下是以多颗粒成片或成团的形式起动河床的冲刷常常是以局部的缺陷扩展崩溃的形式出现对于淤积固结历时较长的淤泥或粘土由于床面固结强度较大一旦冲刷力突破土体的抗冲力后床面开始剧烈淘刷冲刷过程加快整个冲刷过程中泥面从整体稳定到床面破坏是一个短暂突然的过程很难观察到泥沙少量起动和局部起动阶段此外在粘性细泥沙冲刷过程中一方面由于泥沙较细泥沙一旦起动后很快进入悬浮状态所以冲刷后水流很快变浑浊另一方面水流含沙量增加使得水流粘性增加泥沙一旦悬浮就很容易被携带而不落淤使水流含沙量进一步增大呈现高含沙水流特性如出现在黄河上的多来多排和揭河底输沙现象粘性细泥沙起动冲刷影响因素：粘性细泥沙起动冲刷影响因素主要分为两方面一方面是对水流动力条件的影响因素另一方面是对泥沙抗冲条件的影响因素而在淤积固结条件下粘性细泥沙一般表现较强的抗冲性影响水流动力条件的因素影响水流动力条件主要有流量流量的脉动强度河道的比降断面形态及近底水流结构等因素可以用水流切应力大小来表示这类影响可以归结为水流对泥沙的剪切动力作用这一点与非粘性沙无区别之处除此之外张兰丁认为影响粘性泥沙运动的主要因素为水流产生的脉动应力在该力的作用下胶团或团聚体间的结合逐渐松弛从而浮起被水流带走秦崇仁等认为在水流单独作用下淤泥难以起动而在波浪的振动作用下淤泥容易起动和悬扬所以水波共同作用下的淤泥冲刷强度比水流单独作用更为强烈这一类影响可以归结为水流对泥沙悬扬的动力作用同时也应包括水流的紊动扩散对粘性细泥沙的动力作用和研究了水中泥沙颗粒与床面上固结泥沙碰撞产生的能量交换对河床冲刷的影响指出一定条件下增加上游来沙会提高固结河床的冲刷强度所以对粘性细泥沙而言水流含沙量增加不但增加水流粘滞力和水流挟沙能力也增强了水中泥沙颗粒对淤积床面的碰撞作用提高了能量交换作用。
粘性泥沙受不同因素影响研究综述
粘性泥沙受不同因素影响研究综述发布时间：2022-03-31T08:31:33.329Z 来源：《科学与技术》2021年25期作者：张笑天[导读] 由于粘性泥沙的大量沉降可能对河口，海岸泥沙沉积等方面具有重要的影响，而泥沙的沉降淤积对于弱水流而言，可能会抬高河床，会减少有效库容，降低了水库调节库容能力，甚至可以威胁到河口的地貌。
张笑天( 重庆交通大学重庆市南岸区 400074）摘要：由于粘性泥沙的大量沉降可能对河口，海岸泥沙沉积等方面具有重要的影响，而泥沙的沉降淤积对于弱水流而言，可能会抬高河床，会减少有效库容，降低了水库调节库容能力，甚至可以威胁到河口的地貌。
而泥沙絮凝本身又受不同因素的影响，因此进一步研究不同因素影响下粘性泥沙絮凝沉降规律，对于深入认识粘性泥沙的运动规律无疑有着重要的理论与工程意义。
关键词：泥沙絮凝颗粒沉降1国内外研究现状所谓絮凝就是指相互作用的粘性细颗粒泥沙通过中和表面电荷或者有机物的桥联等作用而形成具有一定特性的集合体沙絮团在沉降过程中受水体动力的作用，还可能会发生破裂，形成更小的絮团。
沉积到床面的泥沙可能形成浮泥，也可能逐渐压密而固结[1]。
当水体动力较强时，床面沉积的泥沙絮团或絮团结合体又会发生冲刷和悬扬，重新进入水体。
在上述粘性泥沙的运动过程中，絮团或絮凝体往往成为泥沙运动的基本单位，而絮团的形成和运动则受到多种因素的影响。
为此，本文将在对粘性泥沙絮凝机理进行简要回顾的基础上，着重对不同因素对粘性泥沙絮凝特性的影响研究进行较为系统的总结。
12粘性泥沙絮凝机理黏性泥沙的絮凝本质上是泥沙颗粒在某些作用(布朗运动、水流紊动、差速沉降等) 下由于微观作用力引起的颗粒黏结，它是碰撞—黏结—破碎—碰撞的循环过程[2]。
目前已有不少学者对黏性泥沙絮凝机理作了相关综述及总结，将细颗粒泥沙絮凝的机制概括主要类型: 盐絮凝、桥联絮凝和网捕作用。
2.1盐絮凝一般来说，河口海岸水体中的粘性泥沙颗粒表面带有一定量电荷，这些电荷将水体中带异性电荷的离子吸引到颗粒表面，而将带有同性电荷的离子排斥到远离颗粒和水体的交界面，因此，在颗粒周围形成一个电荷符号相异而又较为密集的层，即双电层[3]。
粘性泥沙冲刷源项公式的改进_雷文韬
在水沙数学模型中， 泥沙输移方程中源项的研究对于含沙量过程及河床变形的数值计算具有重要 其中淤积源项可根据泥沙沉速及含沙量进行计 意义。其通常表示为泥沙冲刷源项与淤积源项的差值 ， 算， 而冲刷源项用于描述水流冲刷作用与床沙抗冲能力之间的关系 ， 其计算方法较为复杂。 粘性泥沙的物理和化学性质决定了其在水流作用下难以冲刷 ， 冲刷性质较非粘性泥沙存在很大不
摘要： 为研究粘性泥沙的冲刷规律， 本文引入床沙相对干密度以反映冲刷源项与床沙干密度的关系， 提出分别 适用于弱固结和强固结河床的冲刷源项公式 。采用室内粘性泥沙的冲刷试验资料确定公式中各系数， 然后采 用天然沙及细颗粒石英沙的冲刷试验资料验证强固结河床的冲刷源项公式 。 计算得到的冲刷源项与实测值 符合较好， 结果表明这两个公式能够用来计算水沙数学模型中粘性泥沙的输移过程 。 关键词： 粘性泥沙； 冲刷源项； 相对干密度； 弱固结； 强固结 中图分类号： TV149. 1 文献标识码： A 155X（ 2013 ） 05003506 文章编号： 0468-
3
3. 1
冲刷源项公式的改进
弱固结河床的冲刷源项
冲刷源项在沙样固结过程中随干密度增大而减小 ， 在此类似于水流切应力的处理方法在冲刷系数 E f 中引入无量纲化的相对干密度 ρ' / ρ' ， 以描述冲刷源项与干密度的关系 式中床沙稳定干密度 ρ' * * 可根 据韩其为等
［22 ］
提出的淤积物稳定干密度取值范围确定 。因此， 可将式（ 3 ） 化为如下形式 b 1 /2 E = a （ ρ' / ρ' － eτ ） ］ ＞ eτ α（τ τ * ） exp［
刷源项公式。然后采用室内粘性沙的冲刷试验资料率定公式中的各系数 ； 最后采用已有的基于天然沙 及细颗粒石英沙的冲刷试验资料对改进后的强固结河床冲刷源项公式进行验证 。
粘性泥沙运动规律研究
粘性泥沙运动规律研究港航102 芦克强 201010413065摘要：依次介绍了粘性泥沙的沉降规律，粘性泥沙的冲刷规律和粘性泥沙的扬动规律，展现泥沙运动的特点。
这对于我们了解研究河口河床和近海海床沉积冲刷现象有着重要意义，也为更进一步的研究打下了基础。
关键词：粘性泥沙沉降冲刷扬动一、引言通常情况下，根据泥沙颗粒的大小和矿物成分，可以将泥沙分为非粘性沙和粘性泥沙两类。
其中粘性泥沙主要是由粉沙（d<0.05mm）和粘粒（d<0.05mm）组成，这些黏性细泥沙淤积固结后根据物理性质不同又可分为浮泥，淤泥和粘土[1,2]。
在多沙河流中（包括河床，河岸和滩地）粘性泥沙占有一定的比重，同时它还存在于水库、河口港湾、粉质海岸中，对这些河流的演变和治理有着重要影响[3]。
因此，研究粘性泥沙的运动规律有着重要意义。
本文在此主要讨论粘性泥沙的沉积，冲刷，扬动三个个方面，系统的阐述粘性泥沙的简单运动规律，以期获得总体认识。
二、群体泥沙颗粒的沉降规律前人对颗粒群体沉速公式的研究，可大致划分为两类：一是粗颗粒均匀沙的沉速，二是含较多细颗粒的非均匀沙沉速。
(1)Batchelor(1972)认为球体在低含沙水体中沉降时，颗粒间及颗粒与周围水体的相互影响，其沉速与其在无限清水中沉速的差异，是平均值不为0的随机变量。
他从统计理论出发，最后推导出低含沙量情况下群体沉速的理论公式ωs/ω0=1－6.55Sv (1)上式中当Sv≤0.05时，计算结果能与实验值基本符合；当Sv较大则偏差大。
(2)Richardson和Zaki 采用量纲分析与试验结果，建立如下群体沉速公式[4]ωs/ω0=(1-Sv)m (2)上式中指数m与沙粒雷诺数(Red=ω0d/ν)有关。
夏震寰和汪岗对细沙取m=7时，上式与试验资料符合较好[5]。
(3)王尚毅认为式(8)中当Sv=1时ωs=0，这种计算结果不对[6]。
因此将上式修改为ωs/ω0=(1-βSv)m(3)上式中m=2.5；β与泥沙特性有关，对塘沽淤泥可取β=5.0。
泥沙研究报告
泥沙研究报告
泥沙是由水流冲刷而成的颗粒状颗粒物，包含砂、淤泥、粘土等成分。
泥沙研究报告是对泥沙的产生、运动、变化等进行系统研究并总结所得到的科学报告。
以下是一份泥沙研究报告的可能内容：
1. 研究目的：介绍研究的目的和意义，明确研究的范围和重点。
2. 文献综述：对泥沙的研究历史、国内外研究现状进行综述，总结和评价前人研究成果。
3. 研究方法：说明对泥沙进行研究的实验装置、采样方法、数据处理等方法和技术。
4. 泥沙来源与产生：分析泥沙的来源和产生机制，包括天然因素和人类活动对泥沙的影响。
5. 泥沙运动与输送：描述泥沙在水流中的运动规律和输送过程，包括泥沙颗粒的运动速度、输运距离等参数。
6. 泥沙沉积与剖面：分析泥沙的沉积特征和剖面分布，通过野外调查和实验室分析，对不同地点、时间的泥沙沉积进行对比和研究。
7. 泥沙粒度特征：研究泥沙的颗粒大小分布特征和组成成分，通过粒度分析，确定泥沙的粒径范围和分布情况。
8. 泥沙环境效应：探讨泥沙对水体环境、水生物和河岸等的影响，揭示泥沙对生态系统和人类活动的影响机制。
9. 泥沙资源利用和管理：提出对泥沙资源进行合理利用和可持续管理的建议和对策，促进泥沙资源的综合利用和环境保护。
10. 结论和展望：总结研究结果，得出相应结论，并对未来泥沙研究的方向和重点进行展望。
以上是泥沙研究报告的一些可能内容，具体内容还需根据研究的实际情况来确定，可以根据实际情况进行增删和调整。
丁坝坝头局部冲刷的研究综述
我国现行的《堤防工程设计规范》（ＧＢ５０２８６—９８）规定，丁坝冲刷深度计算公式应根据水流条件、边 界条件等众多实际因素，并应用观测资料验证分析选择，使其计算结果尽量和实测结果相接近。还有交通 部公路桥位设计勘测规范公式（ＪＴＪ０６２。９１）１１０Ｊ。
５总结与展望
丁坝坝头局部冲刷的研究具有重要的实际意义，几十年来，众多的学者经大量的水槽试验和现场观测 总结出许多计算公式。但由于其情况非常复杂，各研究者对丁坝的冲刷机理认识还不是很统一，由于现场 测量丁坝坝头局部冲刷资料比较困难，目前用于丁坝坝头局部冲深的计算式大多数都是由试验室资料推导 而来的经验公式，各个公式的得来试验条件和考虑的因素及侧重点不一样，所掌握的试验数据或所收集的 资料不同，是在各自的假设条件下推导而来。从而各个公式的运用条件不同，其计算结果也各异。直接用 于丁坝坝头局部冲深计算时还需作具体的分析，且应根据实际情况重新率定公式中的有关系数。还有一点 值得指出的是，所有的这些计算式均未考虑丁坝所在的地理位置和地质条件。另外对于往复流条件下（如 潮汐河口）的丁坝坝头局部冲深计算的研究就缺乏，目前人们只能套用单向流中的计算式，而这种简单的 套用是会出很大的偏差的。此外群坝的整体效应，丁坝的间距、丁坝的长度、各丁坝的布设方式对各个丁 坝坝头局部冲刷的影响的研究等工作也很不够。所有的这些空白需待于我们日后的继续努力。
３．２％２，【…－Ｊ一爿。型计算公式 符号意义同上。此类公式有：Ｋｏｓｈｌａ式、Ａｈｍａｄ式、Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ式、Ｎｅｉｌｌ式、应强式、马继业式等。
它们的差别只是在于．厂（…．）的表达式不同。 ３．３其他类型的计算公式
属于此类的计算式不少，有：马卡维也夫公式；Ｌｉｍ ｓｌｏｗ—Ｙｏｎｇ式；Ｙｅｅ．Ｍｅｎｇ Ｃｈｉｅｗ公式；还有科罗 拉多州立研究小组公式；虞邦义、Ｍ．Ａ．吉尔等公式；阿尔图宁公式及其修正公式；方达宪公式；Ｂ．Ｐｒｚｅｄｎｏｊｓｋｉ 式；张红武公式：沈波公式；余文涛、曾静贤公式；王军式；何风华式；张义青式；张柏山式等等。它们 的差别较大，甚至于公式的结构也不同，考虑的因素及侧重点不一样。 ３．４用于特殊情况下的丁坝局部冲刷公式
河底冲刷机理研究论文
河底冲刷机理研究论文黄河小北干流（禹门口至潼关）河段全长132.5km,河宽为3—18公里,平面形态呈哑铃状，河床纵比降上陡下缓,为3—6%00,弯曲系数为1.12，滩槽高差 1.25—1.85m，宽深比达40以上，稳定系数0.38—0.78。
河道总面积为1107.67km2,河床宽浅，水流散乱，沙洲密布，叉流丛生，冲淤变化剧烈，主槽摆动不定，为典型的堆积游荡型河道。
1、“揭河底”冲刷情况“揭河底”冲刷是黄河小北干流河段独特之奇观，它是在一定的河床边界条件下，遇到高含沙量的大洪水时，对河床产生剧烈的集中冲刷，一般发生在洪峰之后的落水期。
“揭河底”发生前数小时，龙门河段洪水中一般会漂浮大量的树枝、杂草等物，并发出很浓的臭泥腥味，水流浑浊，水面平静，很快就出现滚滚恶浪，河床大泥块被水流掀起露出水面，面积几平方米甚至十几平方米，有的泥块像墙一样直立起来与水流方向垂直，而后“扑通”一下倒进水中，很快被洪水吞没。
河面上大量泥块此起彼伏，顺水流翻腾而下，满河开花，汹涌澎湃，水声震耳欲聋。
“揭河底”冲刷持续一段时间，会冲出一条数米深数百米宽的河槽，一般沿水流方向成带状分布。
据统计，1950年以来，黄河小北干流河段共发生了9次“揭河底”冲刷(见下表)，黄河龙门站的冲刷时间一般为17•—22h，最短仅6h，最长达68h。
冲刷深度沿程递减，一般为2—4m，最深达9m（1970年8月）。
冲刷距离最近至安昌（黄淤59断面）,距龙门49.4km，最远达潼关（黄淤41断面）,距龙门132km。
发生“揭河底”冲刷时，河道在平面上大幅度摆动，主槽强烈冲刷，滩地大量淤积，河势趋于归顺，形成相对窄深河槽。
尔后，在一般水沙条件下，河床又回淤抬高，短则当年就回淤，长则需2—3年，当河床调整达到临界状态时，在适宜的来水来沙情况下，再次发生揭河底冲刷现象。
河道这一往复性演变过程，孕育了该河段由淤积—强烈冲刷—淤积的周期性变化，但河床总的趋势是淤积抬高的。
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粘性泥沙冲刷机理
摘要：本文介绍了粘性泥沙的冲刷机理及其实验方法。
其中，环形水槽是研究细颗粒泥沙运动的理想实验装置。
通过现场试验和实验室试验，完善VIMS Sea Carousel以得到临界剪切力τcr和侵蚀速率ε的原位测量值；提出一个简化的侵蚀率计算公式；进行数值试验得出河口浊度模拟最大值（ETM）。
关键词：粘性泥沙；环形水槽；临界剪切力τcr；侵蚀速率ε
1.泥沙的起动
水流底部床面上的泥沙开始运动称为泥沙的起动，相应的水流泥沙条件称为起动条件。
当泥沙颗粒的粒径、密度等已知时，泥沙开始运动的流速和水深称为起动时的流速和水深。
由于流速影响大，习惯上将水深作为参数，而将泥沙起动的流速条件称为起动流速。
由于作用在泥沙颗粒上的流速是水流底部速度，而在实用上多换算为平均流速（沿水深的平均流速），故起动流速应泛指这两种流速。
而起动流速除泛指外，还包括沿水深以平均流速表示的起动流速；为了区别，对于以底部流速表示的期待流速，将予以明确注明。
泥沙起动条件的研究，实际上是研究泥沙颗粒直径、密度以及颗粒间密实程度、形状与水深、流速之间的关系。
当然，要彻底研究清楚它们之间的关系，不仅限于这几个物理量，还必须深入到泥沙起动的本质。
起动规律及起动流速的研究，是泥沙运动、河床演变最基本的内容之一，因此具有很高的学术价值。
在工程泥沙方面，包括水库变动回水区冲淤、坝下游河道冲刷、河床变形、护岸工程、渠道稳定性以及物理模型试验、数学模型计算等等，起动流速也是必须的工具和参数。
因此起动规律及起动流速的研究无论在理论上和实际应用方面均具有很大意义。
2.水槽实验的起动流速公式
按照通常的分类，粒径小于0.005mm的泥沙为粘性泥沙，浑水中粘性泥沙颗粒的运动不仅受重力作用，而且还受到微观作用的制约，如颗粒间的斥力和范德华引力等等。
粘性泥沙浓度越大，颗粒表面距离的统计平均值越小，微观作用
相对比重就越大。
而不同粒径、不同的泥沙容重起动流速具有统一的规律，下面介绍几种起动流速公式：
它对应的起动标准是
或
从中可见，当D<1mm时，以重量计的输沙率，而以颗数计的输沙率。
此外，尚需说明的是，我们采用表示泥沙密实程度的为0.375，是考虑一般自然状态的情况，既没有特别的密实，也不是淤积不久的淤积物。
当
及时，它为
综上所述，水槽的起动标准及起动流速公式，对于不同粒径的泥沙，包括细颗粒泥沙，以及不同干容重泥沙都是合适的。
3.粘性泥沙起动冲刷的计算
一般认为，对新淤粘性土泥沙尚未全部密实，泥沙在起动时仍然可以按照单个泥沙颗粒来处理，不过在承受的作用力中，需要加入颗粒之间的粘结力。
而在淤积固结条件下，粘性细泥沙颗粒间的相互作用是一种极其复杂的物理化学现象，所以目前对粘性细泥沙起动计算主要依靠试验资料建立各种经验关系式，此外也出现了一些具有一定理论基础的起动公式。
在淤积固结条件下，阻碍起动冲刷的因素一般就限于粘性颗粒间的相互作用力，其本身的重力作用可忽略，这样许多研究者结合水槽试验建立了起动条件与粘性细泥沙物理化学指标等变量之间的经验关系式。
如王兆印、华景生、万兆惠、Kuninori Otsubo、Smerdo E.T及Besoley R.P等分别建立了临界起动条件与粘性细泥沙干容重、宾汉切应力、塑性指标和分散度的经验公式。
这类经验公式可以
统一表示为
式中k、n为待定系数与泥沙类型和淤积固结条件有关，M代表淤积固结条件下泥沙某一物理化学指标。
此外，Osman提出的查图法，实际上也是根据粘性土的物理化学特性来确定其与起动切应力的经验关系。
这类经验公式形式比较简单，在一些工程中也得到了应用。
但是由于试验泥沙取自不同地区，淤积固结条件也不同，所以公式中系数差别很大，而且公式中仅仅考虑了单一因素的影响，没有考虑各因数的相互影响，具有很强的经验性和局限性。
杨铁笙等研究了大水深条件下粘性淤积物的起动条件与干容重、水深的关系，并以电化学理论为基础，提出了同时考虑干容重和水深H的粘性细泥沙起动机理模式，推导出起动公式
在公式中强调了干容重，水深对起动切应力的影响，并经过大小水深资料的验证，这对与天然河道和水库中大水深下的粘性细泥沙起动是具有一定实际意义的。
同样杨美卿从泥沙絮疑的电化学理论出发，导出了颗粒间粘着力的简化表达式，建立了粗细颗粒的统一起动公式
公式中为Shields系数，由于公式中同时引进了沉积含沙量S和稳定沉积含沙量，所以该公式可以描述不同淤积状况下的起动条件，并且用泥沙比面积参数来计算稳定沉积含沙量，相当考虑了粒径级配及形状的影响，使得中值粒径相同，而泥沙粒径级配及形状不同的淤泥也存在起动差别。
黄岁梁利用粘性土边坡滑动破坏和河流中粘性土起动冲刷的相似性，研究了粘性土起动模式
式中为粘性土密度，a为河床纵坡，l为起动土体的弧长，C为系数。
同时黄岁梁还指出对应不同淤积固结程度，土体重力作用的相对性是不同的。
该公式并没有得到试验资料的验证，系数也无法确定，但运用土力学方法来构造粘性土
的起动模式是值得借鉴的。
4.其他粘性泥沙冲刷的研究
利用分形学理论，德国Stuttgart大学水力学研究所的T. Dreher与B. Westrich 研究了细颗粒悬沙的沉降。
在建立沉降模型时粘性细颗粒泥沙的沉降速率不再是一个重要的参数，因为它主要取决于湍流运动及床部的附着力。
试验采用非常细的泥沙(直径处于2 m和100m之间的石英)来研究湍流环境下的沉积。
沉积的开始和泥沙输移能力不只是取决于中小范围的床体形式如何产生底部剪力。
泥沙建模不但与底部剪力的平均值有关而且与底部剪力的较高力矩和湍流能量的扩散谱分布有关。
荷兰Delft理工大学的M. van Ledden研究了基于过程的泥—沙混合物新模型。
他建立并分析了这种模型，并且将分析结果与现场测量结果作了比较。
结果表明:1)在一个底部剪应力相对较低的区域，采用局部水动力学参数预报某特定地点的淤泥成分是不太有用的；
2)除了局部水动力学性质，局部淤泥浓度、局部沉降速度、床体的混合属性、取样深度等都是决定局部床体成分的参数。
美国Virginia海洋学院的J.P.Y. Maa与J.I. Kwon以及韩国海洋研究与开发学院的D.Y .Lee采用了超声波(大约1Mhz)以确定海洋泥沙的技术特性(例如泥沙密度渗透率) ，并将其与泥沙的侵蚀率相联系，这是一项很有发展前景的技术。
实验室物理试验的结果也证实了他们的估计。
英国Edinburgh大学土木及环境工程学院的M. Crapper与T. Bruce采用超声波成像结合PIV技术测量淤泥的输移过程，第一次定量研究了泥跃层上界面波的动力学。
5.结论和建议
听完这次讲座，加之自己课后的阅读了解到了这几个方面：
1)分形学在粘性泥沙运动中的应用：
(a)基于絮凝体结构分形表达式的Gibson方程的应用；
(b)修正的Smoluchowski的颗粒碰撞理论被用于成功地建立粘性泥沙颗粒的成层与絮凝作用过程的模型；
2)声学技术、PIV技术的应用；
3)原位剪应力测量装置(ISIS)已经应用于测量表面侵蚀剪应力和淤泥床体上的侵蚀剪应力剖面；
4)利用环形水槽等实验探讨异养细菌、超细胞聚合体对泥沙的稳定作用；
5)将适应有限元解法应用于粘性泥沙输移。
一种健壮、有效的有限元模型、结合絮凝模型、非牛顿流及高浓度下的湍流耗散模型，应用于解决粘性泥沙输移的问题。
参考文献
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