[发明专利]一种模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法及系统

权利要求书

1.一种模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法，其特征在于，所述模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法采用的模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定系统设置有：

振荡器；

振荡器的上方放置有振荡箱；振荡颗粒；将振荡颗粒按粒径分类的分级筛网；

所述振荡箱侧壁底部设计有直径为2cm的用于模拟现实中的流水作用的出水口；

所述振荡箱为25cm×25cm×50cm；

所述模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法包括以下步骤：

步骤一，选用粒级不连续的0.5～1mm粗砂、2～4mm细砾石及8～16mm中砾石的混合物作为实验中的振荡颗粒；

步骤二，在设有排水系统的透明亚克力振荡箱中，放入六组总量相同但各组分体积比例不同的振荡颗粒混合物；

步骤三，设定振荡频率为3.5Hz、振荡时长为90min的实验条件，向振荡箱中加水，确保水面始终高于沉积物表面8～10cm，进行实验；

所述模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法的流体模型计算方法包括：

（1）流体阻力公式，对于低雷诺数流体，阻力遵从stokes定律，表示为：

；

其中，为颗粒受到的阻力，为流体的速度，为流体中颗粒的半径，为流体的粘滞系数，为常数；对于高雷诺数流体，阻力表示为：

；

其中，为流体密度；

（2）大颗粒上升距离的计算

首先把小颗粒与水的混合物等效成低雷诺数流体，半径为的大颗粒向上运动的初速度为，上升了距离后停止上升，用平均阻力代替瞬时阻力，由动能定理得：

；

其中，m指的是质量，解得：

；

再用高雷诺数流体模型计算：

；

解得：

；

相对粘滞系数采用A.Einstein公式：

；

；

式中， -悬浮液的粘滞系数与纯液体同温度的粘滞系数之比；

-以体积比计的固体浓度；指的是流体的初始粘滞系数，V是体积；在低雷诺数流体模型中，大颗粒上升距离随流体的粘滞系数 的增大而减小，随的增大而增大；在高雷诺数流体模型中，大颗粒上升距离随流体密度的增大而减小；所以随流体中小颗粒数量的增多，大颗粒向上运动的距离减小，与上述实验现象相符合；当细粒物质含量较高时，会阻碍粗粒物质向上迁移，减弱反粒序趋势。

2.如权利要求1所述的模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法，其特征在于，所述振荡器为HY-8A数显调速多用振荡器，振荡频率范围为0～4.2Hz。

3.如权利要求1所述的模拟砂砾岩垂向粒序的振荡测定方法，其特征在于，所述分级筛网为孔径为3目、5目、16目的筛网。