Page 80 - 水利学报2021年第52卷第3期

2
( d s d c50 - ) 1
-
2 2σ 2
-p + 2p + Ae
D = c c 2 （10）
c
( d s d c50 - ) 1
- 2
1 + Ae 2σ
式中系数 A 的取值根据混合土体冲刷试验数据确定。
4.2 参数标定 由冲刷黏性度的定义可知，不同种类混合土体，在临界黏粒含量范围内， D 的取值
c
范围应该相同，基于这一原则，经过不断的尝试，确定 A=1/9，将 A 的取值带入公式（10）得冲刷黏性
度的完整表达式：
2
( d s d c50 - ) 1
-
2 2σ 2
-9p + 18p + e
D = c c （11）
c
( d s d c50 - ) 1 2
-
2σ 2
9 + e
根据式（11）计算得到三种混合土体临界黏粒含量范围内对应的 D 范围分别为：0.189～0.199、
c
0.174～0.185、0.170～0.181，计算结果表明，三种混合土体临界黏粒含量范围对应 D 的范围均在
c
0.17～0.20 之间，该计算结果符合 D 的定义，认为式（11）为混合土体冲刷黏性度的计算表达式。
c
为了验证公式（11）的准确性，采用 Panagiotopoulos 等 ［28］ 的试验数据计算冲刷黏性度 D 的取值范
c
围，计算结果与试验结果对比。Panagiotopoulos 等 ［28］ 对两种砂土-黏性土混合物 P1、P2 进行了冲刷特
性试验研究。试验所用无黏性土是中值粒径为 0.1525 mm 和 0.215 mm 的均匀石英砂，黏性土为天然
河口粉质黏土沉积物，黏性土的中值粒径为 0.0032 mm，黏性土中黏粒含量为 20%，试验结果显示当
黏粒含量超过 6%时，混合土体冲刷速率明显降低，由此可知 Panagiotopoulos 等 ［28］ 试验得到的临界黏
粒含量小于 6%。

表 3 Panagiotopoulos 等 ［28］ 测试混合土体的冲刷黏性度计算结果
P1（d s=0.1525 mm） P2（d s=0.215 mm）
p m/% p c/% D c p m/% p c/% D c
5 1 0.118 5 1 0.118
10 2 0.136 10 2 0.136
20 4 0.171 20 4 0.170
25 5 0.188 25 5 0.187
30 6 0.205 30 6 0.204
40 8 0.238 40 8 0.238
50 10 0.271 50 10 0.271
应用式（11）计算 Panagiotopoulos 等 ［28］ 试验中不同黏性土含量情况下混合土体的冲刷黏性度 D ，
c
计算结果如表 3 所示。由本文三种混合土体试验结果可知，临界黏粒含量范围对应的冲刷黏性度取值
范围为 0.17～0.20，该范围内对应的混合土体 P1、P2 的临界黏粒含量范围为 4%～6%，该计算结果与
［28］
Panagiotopoulos等 的试验结果相吻合，由此证明了本文提出的混合土体冲刷黏性度计算公式的准确性。

5 结论

本文针对三种重塑粗粒土-粉质黏土混合物，开展了不同粉质黏土含量情况下的冲刷特性试验，
分析了三种混合土体的冲刷行为及冲刷速率、起动切应力的变化规律，主要得出以下结论：
（1）黏性颗粒含量小于 50%的情况下，砂土-粉质黏土混合物和砾石-粉质黏土混合物的冲刷速率
均 随 黏 性 颗 粒 含 量 的 增 大 单 调 递 减 ， 在 粉 质 黏 土 含 量 为 25%、 30%、 35%时 ， 三 种 混 合 土 体 G1、

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