水下休止角的论述

水下休止角



何为水下休止角呢？ 泥和沙在静止状态下， 堆积成沙丘时，其斜 坡能维持稳定而达到 的最大倾角，就是水 下休止角。 如图所示：

影响水下休止角的主要因素


一、颗粒粒经的分布
颗粒粒径分布越是均匀，其坡面稳定性就越差，往往 所形成的休止角就越小，若是颗粒的不均匀程度非常 大，则粗沙形成的空隙不能足以被细沙填满，在水流 动时，会发生渗流，坡面稳定性下降，其所能形成休 止角也偏小，只有不均匀程度适中，级配良好的沙， 形成的沙体的休止角就较大。 二、颗粒表面的粗糙度 对含矿物的沙而言，其表面较光滑，颗粒间的摩擦力 和咬合力较小，在沙体稳定时形成的休止角也较小。

四、沙或土体的本身的性质 对纯（素）沙而言，一般都是无粘性的， 对所形成的沙丘或沙坡而言，分散性较强， 颗粒间单独作用，而对于粘性的泥沙，颗 粒间有较强的内聚力，团结性强，往往也 易形成较大的休止角。

静止水体中。休止角一般 小于内摩擦角最起码能维 持土体的稳定，如右图所 示：以无粘性沙土为例
三固结程度ocr对于超固结沙土ocr1由于空隙比e和空隙n度较小颗粒与颗粒间的作用力较强形成稳定的土体所能达到的休止角也是较大的对于正常固结的和欠固结土ocr1其土体本身就处于松散状态土中的固结力还较小若形成坡面一般不稳定所以所形成的休止角也会偏于下限小于静水时的水下休止角对纯素沙而言一般都是无粘性的对所形成的沙丘或沙坡而言分散性较强颗粒间单独作用而对于粘性的泥沙颗粒间有较强的内聚力团结性强往往也易形成较大的休止角


三、固结程度（OCR）
对于超固结沙土（OCR>1），由于空隙比(e) 和空隙（n）度较小，颗粒与颗粒间的作用力 较强，形成稳定的土体，所能达到的休止角 也是较大的，对于正常固结的和欠固结土 （OCR=1）,其土体本身就处于松散状态，土 中的固结力还较小，若形成坡面，一般不稳 定，所以，所形成的休止角也会偏于下限 （小于静水时的水下休止角）

对分析水库泥沙淤积，坝前冲刷漏斗的 角度问题，护岸工程中的边坡稳定问题， 航道挖槽的优化问题以及研究沙波形态， 河床冲刷，都有一定的工程指导性作用， 更广泛讲，休止角在岩土工程中研究高 边坡稳定，在高坝拱坝中的一些消能措 施也有很大的用处。回首、展望 Nhomakorabea


在1953年ne定性的分析了泥沙的水下休止角 与泥沙颗粒粒径成正比，随颗粒形状而变。 随后,C.Mingiot,通过观测实验，定性的研究了粘性 沙土的固结程度对土体稳定所形成的倾角的影响。 在我国，八九十年代，也多学者通过河工模型，从 普通物理学的角度，提出了多种模型沙的水下休止 角的公式，具有代表性的有金蜡华，石秀清。 然后，詹义正，从散体泥沙堆积的实际物理过程出 发，从理论和实践中，提出了散体泥沙的水下休止 角公式。 现在，运用DEM，GIS等技术对河道断面的开挖和 水库的泥沙的淤积进行优化。
N W cos Tf N tan W cos tan T W sin 当坡面稳定时，则有Tf tan tan 其中为内摩擦角，T为下滑力，Tf为阻抗力，N为坡体 对单元体的支持力

T，则W sin W cos tan
水下休止角的应用