[发明专利]一种泥沙水下休止角测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥沙测量技术，尤其是涉及一种泥沙水下休止角测量方法。

背景技术

休止角指在重力场中，粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子之间摩擦力达到平衡而处于静止状态下测得的最大角。在泥沙运动力学中泥沙颗粒的水下休止角大小是决定泥沙淤积形态、床面形态特征、床面阻力、边坡稳定特性等特征值的重要基本参数。目前，泥沙水下休止角的测量方法为圆盘法，也就是通过金属圆盘，在水下堆满泥沙，然后缓慢将圆盘抬升出水面，盘上泥沙能够保持稳定的形态后，测量沙锥的顶部至圆盘顶部的高程，然后通过沙堆高程圆盘半径，即得到泥沙水下休止角。

这种广泛采用的圆盘测量法一方面在泥沙出露水面的过程中最高堆沙高程可能受水位变幅、和水-空气界面的毛细作用影响，会导致测量结果存在偏差。另外一种常见的圆盘下降至沙堆顶端的方法容错性较差，若操作有误，下降的圆盘将破坏沙堆顶部，造成测量误差或者迫使重新测量；另一方面，在测量过程中，反复多次将水注入、排出，操作过程中易造成水体泄漏，造成实验环境的破坏。而且，由于反复多次测量，注水、排水的速度若快，将会影响测量结果，而注水、排水的速度完全由操作者控制，难以精确的掌控。

CN201410091389-一种细颗粒泥沙水下休止角测量装置及其测量方法，装置包括玻璃水箱、浮板、漏斗、透明测试圆台和塑料棒。所述玻璃水箱底部外侧安装有调平旋钮，四个侧壁相同高度刻有标尺，一对侧壁底部中间位置对称安装有两个水管；所述浮板置于玻璃水箱内，中部开设有孔用于固定漏斗，浮板与漏斗组成一整体；所述浮板下方的漏斗壁上对称设置有平压孔；所述透明测试圆台固定在玻璃水箱底部中间位置，用于承接由漏斗内漏下的泥沙试样；透明测试圆台内部中心位置设有调平气泡，二者与漏斗同轴；所述塑料棒置于漏斗内部，用于开关漏斗口；该测量装置及测量方法弥补了现有方法步骤繁琐、干扰因素多的不足，能有效精炼操作步骤，提高测量的速度和重现性。

但该专利的装置在检测时在向玻璃水箱注水时，水流扰动会干扰泥沙滑落，同时检测时，泥沙堆积锥度形成过程中浮板和漏斗会随水位上升，这也会极大地扰动水流，影响泥沙堆积锥度的形成，导致休止角检测精度较低。

故如何设计一种测量精度高、操作简便、易控制的测量方法，成为本领域有待考虑解决的问题，这对水下休止角的测量和泥沙特性的研究十分重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种测量精度高，操作简便，方便控制的泥沙水下休止角测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种泥沙水下休止角测量方法，包括采用漏斗将泥沙添加到检测容器中预先测定好半径大小的圆台上并在水面下堆积形成沙堆的步骤，其特征在于，采用连通器原理将高程测量转换为水位测量，通过控制一个和检测容器底部连通的加水容器来控制液面逐渐下降至沙堆顶部齐平，再通过从水面上方去检测水位高度的方式获取沙堆高度，进而计算得到泥沙水下休止角大小。

这样，可以最大程度避免检测过程中对水流的扰动，进而保证了沙堆的稳定，保证了检测精度。

本发明具体可以是包括以下步骤：