《河底流體-硬質多孔媒質界面的聲波傳播特性研究》是依託河海大學，由姜學平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：河底流體-硬質多孔媒質界面的聲波傳播特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姜學平
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由粉砂、黏土長期沉澱形成的硬質多孔媒質沉積物，廣泛存在於河流底部，其孔隙度等特性區別于海底沉積物，對該類沉積物密度、顆粒尺寸、孔隙率等參數的測量，在河道清淤等方面有重要意義。本項目研究利用流體-多孔媒質界面聲波反射率隨入射角的變化，以及Scholte波的傳播特性無損測量媒質參數。對工程現場的樣品進行測量和計算分析，參考海底沉積物聲學研究方法，建立適用於河底沉積物的多孔媒質聲學理論模型，求解流體-多孔媒質界面聲反射率、Scholte波頻散和衰減，討論其與多孔媒質參數的關係。採用Schlieren高速動態成像技術直觀觀察界面上流體域的入射聲波、反射聲波和Scholte波傳播的動態變化情況，探討Scholte波傳播特性的物理機理。分析聲學測量結果，反演沉積物的相關參數，形成採用聲學手段獲取河底硬質沉積物參數的測量方法。
結題摘要
我國是一個多河流湖泊的國家，清除河、湖底部沉積物對於水體治理、水下建築施工很有意義，需要快速、準確測量沉積物的物理性質。沉積物清除分為清淤和疏浚兩種，疏浚的沉積物顆粒膠結好，骨架模量大，而清淤的顆粒物小，顆粒鬆散。本項目研究清淤和疏浚兩種情況下沉積泥沙的多孔介質模型，探討了沉積砂岩類硬質多孔介質不同頻率下聲速的傳播規律、針對清淤中沉積物鬆散、膠結差的情形，研究高頻時聲速與頻率的關係，得到用聲速求顆粒粒徑和孔隙率的關係，確立的通過聲速測量水飽和鬆散顆粒介質粒徑和孔隙率的方法。為進行多孔媒質聲學特性測量，研究衰減介質中聲場的分布規律以及聲場的紋影成像方法。項目研究陳果中關於疏鬆沉積物中聲速和孔隙率、平均粒徑間的經驗關係，建立採用超音波的方法無損測量沉積泥沙聲速進而計算粒徑和孔隙率對可以用於清淤現場，對推動超聲在河流湖泊清淤、疏浚中的套用有重要作用。
