Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)

12. szám - Dr. Rákóczi László: Vegyes szemcseösszetételű hordalék kritikus sebességének meghatározása

Dr. Rákóczi L.: Vegyes szemcseösszetételű hordalék Hidrológiai Közlöny 1975. 12. sz. 547 ciók közepes szemátmérőihez kiolvasható T„ értékek jóval meghaladják mind a homogén frakciók, mind a keverékek vizsgálatánál észlelt kritikus csúsztatófeszültségeket. A 0,5 mm d

g-jű keverékcsoportnál ebben a tekintetben is éppen fordított volt a helyzet, ott a Shields-féle értékek alatta maradtak a mérési eredmények alapján számított kritikus csúsztatófeszültségeknek. Nyitva maradt még az a kérdés, hogy az észlelt vicc értékek közül melyiket célszerű az egész keverékcsoport kritikus középsebességének tekinteni. Az elsőként megvizsgált 1,5 mm d

g-jű homokos kavics hordalékok esetében legcélszerűbb a finom és durva jelzett homokfrakció együttes kritikus sebességét (második mozgási fázis) elfogadni (vm = = 44,5 cm/s). Ekkor ugyanis az apró kavics jelzett frakció szemcséi is jelentősen túlhaladták első mozgásállapotukat (kimozdulás). Ennél kissé nagyobb középsebességeknél (az apró kavics frakció második mozgási fázisánál) ugyanis a finom és durva homok jelzett frakciók mozgása már általánossá válik. Ez összhangban van azzal a kísérleteinknél is beigazolódott körülménnyel, amely szerint a két mozgási fázis között jóval lassúbb, fokozatosabb az átmenet, mint a második mozgásállapot és általános mozgás között. A különböző szerzők kritikus sebesség-képleteivel végzett ellenőrző számítások eredményei szerint a fenti 44,5 crn/s keverékcsoport kritikus középsebességet a Leviféle [15] összefüggés eredménye közelíti meg a legjobban. Megjegyezzük, hogy ez az érték a Hjulström-féle grafikon közepes és felső vicc határértékei közé esik az apró kavics frakció 2,3 mm-es szemcsemóretére vonatkoztatva. A keverékcsoport r

c értékéül ugyancsak a finom ós durva homok jelzett frakciók együttes kritikus csúsztatófeszültsége (0,165 kg/m

2) fogadható el. Ehhez a Shields-görbe (5. ábra) alapján ugyancsak az apró kavics jelzett frakció szemcseméretéhez közelálló 2,1 mm szemcseátmérő tartozik. A 0,5 mm dg-jű keverókcsoport esetén a kritikus közópsebessógek nagyobb mórtékben változnak a szemcseösszetétel függvényében, így a 10. ábra alapján a dg-1 is magába foglaló finom homok frakció második mozgásállapotánál mért vicc értékeket célszerű kritikus középsebességkónt elfogadni. A legvegyesebb szemcseösszetételű 1. sz. keveréknél i'tc— 35,5 cm/s, 2. és 3. sz. keverékeknél v/cc = 33 cm/s, végül a legegyenletesebb összetételű 4. ós 5. keveréknél vicc — 29,5 cm/s. Utóbbi kettő közel áll a Hjulström - < 1 i agram bun 0,5, illetve 0,2 mm szemcsemórethez tartozó Vkc felső határértékekhez (3. ábra). A kicsiny vízszíntesósek pontatlanabb mérése miatt nagymértékben szóródó r

e értékek esetében nem lehet ilyen egyértelműen kiválasztani a keverékekre jellemző kritikus csúsztatófeszültsógi értékeket. Körülményesebb a kritikus sebességkópletek adta eredményekkel történő összehasonlítás is. A Levi-képlet (15) csak az „1" jelűjkeverék, a öoncsarou-képlet (16) csupán a „3" jelű keverék, a Stugyenyicsnyikov-képlet (21) az ,,1" és ,,3" jelű keverék esetében adott a mórt Vkc értékeket 2 cm/snál kisebb eltéréssel megközelítő eredményt. Olyan összefüggést, amely a csoport mind az öt keverékénél egyaránt jól közelítette volna meg a mért adatokat, nem találtunk. Ennek egyik oka természetesen az eltérő kísérleti körülményekben keresendő. Végül az 5 mm kavics-keverékek esetén a kb. 20% homokot is tartalmazó, legszélesebb szemcsenagyság-tartományú „1" jelű keverék kivételével 46 cm/s körüli Vkc értéke fogadható el. A „1" jelű keveréknél vicc — 44,2 cm/s. Ezek az értékek a dg-1 is magába foglaló 2. táblázat A jelzett szemesefrakciók keverékbelijkritikus középsebességének és csúsztatófesziiltségének százalékos eltérése ugyanazon frakciók homogén esetben fellépő kritikus állapotjellenizőitől (a t : a vkc, illetve a x

c értéke növekszik a szeinese-keverék szórásának növekedésével; a \ : ugyanez csökken a szórás növekedésével; afj: a r

c értéke előbb csökken, inajd növekszik a szórás növekedésével) Table 2. Percentual deviations of vkc and r

c values determined for the various bed-materials from the values determined for the individual marked grain fractions (a \ : increasing vice and r

c values with the increase of a; a I : decreasing vkc and t

c values with the increase of a; a []: at first decreasing then increasing values of r

c with the increase of a). A jelzett szeincsefrakeió Állapotjellemző Mozgásállapot A mederanyag átlagos szemcseátmérője, d

g mm A jelzett szeincsefrakeió Állapotjellemző Mozgásállapot 0,5 1,5 5,0 a rnederanyag-csoport dg-jónél finomabb Vkc 1. + 75—+80% at + 14—+12% at a rnederanyag-csoport dg-jónél finomabb Vkc 2. + 47— + 53% at + 6 2% a| a rnederanyag-csoport dg-jónél finomabb Te 1. + 230% + 730—+840% a t + 570—+85% a\ a rnederanyag-csoport dg-jónél finomabb Te 2. — + 290—+380% a t + 320—+160% o\ a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Vkc 1. — 2 (- 17% af ±0% + 11—+7% a* a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Vkc 2. -5—+16% at + 13—+15% at 0 5% a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Tc 1. + 14—+ 85% al| ±7% + 570—+85% aj a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Tc 2. -40—+33% at + 47—+ 80% at + 160—+10% a mederanyag-csoport dg-jénél durvább Vkc 1. -6—+23% af -11 9% at 0 1% a\ a mederanyag-csoport dg-jénél durvább Vkc 2. -3—+2% at + 2 8% ol a mederanyag-csoport dg-jénél durvább r

c 1. — 50 (-17% alt -23 15% -45—+ 85% at a mederanyag-csoport dg-jénél durvább r

c 2. — -30 24% -95 3% at