[发明专利]河工试验模型沙配合比优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种河工试验模型沙配制的方法，特别是涉及一种河工试验模型沙配合比优化设计方法。

背景技术

在进行河工泥沙模型试验时，确定模型沙配合比是模型设计的关键一环。为了保证泥沙运动相似，要求实际采用的模型沙颗粒级配与设计的模型沙颗粒级配尽可能地吻合。这就涉及到模型沙配合比设计问题。传统的模型沙配合比设计方法是将预先选好的模型沙用不同孔径的筛子筛分成若干组不同粒径的子沙样；或是利用沉沙条渠，采用水力分选的方法，将预先选好的模型沙分成若干组不同粒径的子沙样，然后根据设计模型沙颗粒级配计算出各粒径组子沙在设计模型沙中所占比例(即配合比)，再按该配合比将各子沙样加以重新组合，配制成实际采用的模型沙。这种传统的模型沙配制方法既费工又费时，而且配制出的实际模型沙颗粒级配与设计的模型沙颗粒级配吻合也较差。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种河工试验模型沙配合比优化设计方法，利用该优化设计方法确定模型沙配合比，既省工又省时，而且配制的模型沙颗粒级配与设计的模型沙颗粒级配吻合也较好。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种河工试验模型沙配合比优化设计方法，直接选取若干组不同级配的子沙样作为预选沙，设不同级配的预选沙参与配制设计模型沙颗粒级配的重量配合比分别为a_i(i＝1，2，…，n；其中n为预选沙组数)，将所有不同级配的预选沙和设计模型沙按粒径大小分成m组，并确定小于各粒径组的沙重百分数；选取重量配合比a_i作为加权平均因子，利用加权平均求得用预选沙配制的模型沙各组粒径的沙重百分数为：

pj=Σi=1naipijΣi=1nai---(1)]]>

式中：p_j为配制模型沙级配中小于第j组粒径的沙重百分数(％)；p_ij为第i组预选沙中小于第j组粒径的沙重百分数(％)；a_i为第i组预选沙重量配合比；n为预选沙组数；

利用最小二乘原理计算出各组预选沙参与配制模型沙级配的最佳重量配合比；根据最小二乘原理，写出配制模型沙与设计模型沙级配小于某粒径的沙重百分数在各点上的误差平方和为：