河流动力学实验报告模版

河流动力学实验

(一)

武汉大学水利水电学院

二〇一二年十月

实验一 泥沙颗粒分析试验

一、实验目的及项目

1、掌握实验室中运用筛分法及移液管体分析河床质、悬移质沙样的方法。

2、掌握绘制泥沙颗粒级配曲线的方法，求出泥沙样品的50d ，pj d

，ϕ=等特征值。

二、筛分析法：适用于粒径大于0.1毫米（或：0.074、0.060毫米）的泥沙颗粒分析。

（一）试验设备

1、粗筛：园孔，孔径为200、100、60、40、20、10、5、2毫米。

2、细筛：方孔，孔径为5.0、2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、（或0.074、0.06）毫米。

3、洗筛：孔径为0.1毫米。

4、其他：振筛机、烘箱、天平、毛刷、盛沙杯等。 （二）操作步骤

1、检查沙样：用玻璃棒在沙样中搅拌，如玻璃棒没有粘附沙粒。则可以为已风干，否则应作风干处理，如沙样过多，则用四分法取出代表性沙样分析。

2、将分取沙样，（大约100-300克左右）放在天平上称出总重量，准确至0.01克。

3、根据沙样的最大粒径，准备好粗、细筛数只，并按孔径由大到小依次排列备用。

4、将沙样倾入粗筛之最上一层，加盖后，放在振筛机上振筛15分钟。

5、从最上一层开始，顺序将各级筛取下，在纸上用手扣打摇晃，直至无沙漏下为止，漏下之沙放在下一级筛内，卡在孔径中之沙。应计入本层筛之内。

6、将留在各级筛上之沙，扫入编号杯内，分别称重。

7、测记最大粒径：在最上一层筛内，找出最大一颗粒沙子，量其粒径为沙样最大粒径。

（三）实验记录

武汉大学水利水电学院

质筛分析记录计算表表一

分析：核算：

三、移液管法

（一）试验设备

1、移液管分析仪一套，本仪器只适用于粒径小于0.1mm及浓度为0.3~2%的泥沙颗粒分析。

2、盛沙杯：容量为100ml的玻璃杯7个。

3、沉降筒：容量为600ml的玻璃量筒一个。

4、温度计：量度50℃，最小刻度0.1℃一支。

5、电动天平：感量万分之一克。

6、悬移质水样：（通过0.1mm洗筛冲洗）。

7、搅拌器：轮径5cm，孔径为3mm。

8、其他：烘箱、干燥器、氨水、秒表等。

（二）操作步骤

cm），或其他反凝剂后，

1、在沉降筒内加入反凝剂（如浓度为25%的氨水23

再注入分析用水使液面恰到600ml刻度处。

2、准备好分析所用移液管，秒表、分析记录表等，用温度计测读悬液温度，由沉降操作时间表上查出沉降时间填入表内，为此确定各粒径的取样时间。

3、用搅拌器将量筒内整个悬液上下搅拌约1分钟。往复各30次，使悬液均匀分布（注意搅拌时勿使悬液溅出筒外）。

4、取出搅拌器，即将吸管垂直自量筒中央插入至20cm深处，立即吸取水样至吸管中容积恰好为20ml时为止，取出移液管将水样注入盛沙杯中，将杯号记入总浓度栏内。

5、再将搅拌器同上（3）步骤进行。当取出搅拌器离开水面时，即开动秒表记时，在粒径为0.1mm，0.05mm……0.005mm沉降时间到达时，即按预先选定的沉距深度吸出水样，分别注入玻璃杯内，记下杯号，每次水样吸收均自新的水面算起。

6、取样结束，检查一次杯号是否记错，即将玻璃杯放入烘箱烘干称重。

（三）实验记录

表2 移液管法颗粒分析记录计算表

四、试验成果计算 （一）颗粒级配计算 A 筛分析法计算

第一种情况，含沙粒径小于0.1毫米的颗粒占总沙重不足10%时，按下列有关公式计算：

（1）粗筛分析后，2毫米筛下沙样没有分沙情况者：

100S

A

P W =

⨯

（2）粗筛分析后，2毫米筛下沙样有分沙情况者： 小于2毫米各粒径级的计算公式为：

2

100S A

P C W =

⨯⨯'

大于2毫米各粒径级的计算公式为：

2

100S S

A W P W '+=

⨯

以上三式中：

P ——小于某粒径沙重百分数（%）； A ——小于某粒径沙重（克）；

A '——大于2毫米，小于某粒径沙重（克）；

S

W ——2毫米筛下的沙重（克）； 2S W ——2毫米筛下的沙重（克）；

2

S W '——参加细筛分析的总沙重（克），由于分沙，

2

S W 的一部分。

C ——百分数校正系数。

2

S S W C W =

（二）第二种情况：含沙粒径小于0.1毫米的颗粒，占总沙重超过10%时，按下式计算：

2

100s s

A W P W '+=

⨯

式中

A '——大于洗筛孔径小于某粒径沙重（克）；

2s W ——洗筛下的沙重（克）；

s

W ——总沙重（克）。

B 移液管法计算：

移液管分析成果计算公式为：

100s

A

P W =

⨯ A

A W A V V =

上两式中

P ——小于某粒径沙重百分数（%）； A ——小于某粒径沙重（克）

s

W ——沙样总重（克），包括筛分析部分的沙重； A W ——某粒径相应时间吸取的泥沙重（克）；

A

V ——吸取的水样容积（厘米3）；

V ——所有量筒容积通常为600厘米3。 （二）泥沙颗粒级配曲线的绘制

根据以上计算表的成果，以小于某粒径沙重百分数为纵坐标，以粒径大小为横坐标，在半对数纸上点绘该沙样的级配曲线。

（三）根据级配曲线可求出5e d 、pj d 及7525d d ϕ⎛⎫

⎪⎝⎭。