粒度分布曲線

粒度分布曲線能夠靈敏的反映水動(dòng)力條件，是識(shí)別沉積環(huán)境的重要圖解。對(duì)勝坨地區(qū)沙三段三角洲沉積微相研究發(fā)現(xiàn)，粒度分布曲線組合樣式能夠準(zhǔn)確地識(shí)別沉積微相。

粒度分布曲線河流作用

該種河口壩頂部為低斜多跳懸浮式，中底部為兩跳一懸式的粒度分布曲線組合樣式。低斜多跳懸浮式粒度分布曲線的主要特征為：跳躍組分又分為3個(gè)次級(jí)組分，累積含量達(dá)80%～90%，3個(gè)次級(jí)組分斜率基本25°～60°，分選不齊，剩余的懸浮組分含量10%～20%，分選差。低斜多跳懸浮式粒度分布曲線主要出現(xiàn)于河口壩頂部的細(xì)砂巖中，反映了洪泛期的水?dāng)y粗粒沉積物，由于河口區(qū)波浪作用的阻擋，水體不穩(wěn)，水流速度驟減，碎屑物質(zhì)快速堆積的特征。兩跳一懸式粒度分布曲線主要出現(xiàn)于河口壩的中—底部粉細(xì)砂巖中，其特征為：跳躍組分又分為兩個(gè)次級(jí)組分，累積含量大于70%，粗粒級(jí)跳躍組分斜率大，反映砂巖的分選好；細(xì)粒級(jí)跳躍組分斜率小，分選中等，反映了波浪作用偏弱的特征。懸浮組分含量小，分選差，與跳躍組分的相交點(diǎn)Φ值為4.0～5.0，與水下分流河道相比，Φ值明顯增大，反映河口壩底部水動(dòng)力條件減弱。該種曲線跳躍組分與懸浮組分的交點(diǎn)Φ值自上而下逐漸變大，說明反粒序的河口壩碎屑物質(zhì)粒徑小，波浪能量弱的沉積特征。

粒度分布曲線波浪作用

該種河口壩的頂部為牽引－跳躍－懸浮式，中下部為高斜兩跳懸浮式粒度分布曲線組合樣式。牽引－跳躍－懸浮式粒度分布曲線主要見于河口壩頂部的中細(xì)砂巖中，其主要特征為：3個(gè)次級(jí)組分發(fā)育齊全，牽引組分含量少，一般小于15%，斜率一般低于20°，與跳躍組分的交點(diǎn)Φ值約為2.0，反映砂質(zhì)粒徑粗，分選差；跳躍組分含量70%～85%，斜率約為50°，與懸浮組分的交點(diǎn)Φ值為3.0～4.0，反映砂質(zhì)分選好；懸浮組分含量15%，斜率低，砂質(zhì)分選差。高斜兩跳懸浮式是以分選良好的跳躍組分為主，少量牽引和懸浮組分，主要出現(xiàn)于河口壩的中下部粉細(xì)砂巖中，其特點(diǎn)與河流作用強(qiáng)的河口壩的曲線特點(diǎn)相似，但跳躍組分的斜率明顯偏大，反映經(jīng)過波浪作用的加工，砂巖明顯分選好的特征。該種曲線與波浪帶淺灘型粒度分布曲線特征相似，是波浪加工的典型曲線特征，因缺乏強(qiáng)水動(dòng)力條件，牽引組分常為分選差的細(xì)砂巖。

粒度分布曲線粒度曲線應(yīng)用

用粒度分布曲線圖解釋環(huán)境是最有效的一種圖解形式。綜合各種沉積環(huán)境的概率曲線可見，由于不同沉積環(huán)境水動(dòng)力條件的變化，沉積物的搬運(yùn)方式不同，導(dǎo)致各種沉積環(huán)境的粒度分布曲線也不同，但這些變化有一定規(guī)律。粒度分布曲線對(duì)水動(dòng)力條件的變化較靈敏，利用單條曲線判斷沉積相會(huì)存在多解性，但利用粒度分布曲線的組合樣式能很好的識(shí)別沉積微相。勝坨地區(qū)南部沙三段不同的沉積微相具有不同的粒度分布曲線組合樣式，正是利用這種差異性，可以很準(zhǔn)確地識(shí)別沉積微相類型。 2100433B

粒度分布曲線是土壤最基本的土性參數(shù)之一，通過數(shù)學(xué)方程預(yù)測(cè)粒度分布曲線將為工程勘察節(jié)省大量成本。Fred?lund建立在Fredlund和Xing土水特征曲線方程基礎(chǔ)上的粒度分布曲線方程已被證明適用于多種土類，但其對(duì)中國黃土的有效性很少得到驗(yàn)證。

粒度分布曲線Fredlund粒度分布

Fredlund和Xing （1994） 土-水特征曲線方程是建立在孔徑分布基礎(chǔ)上的，假設(shè)土孔隙是一系列相互連通，隨機(jī)分布的孔隙，由毛細(xì)理論可知，土在脫濕過程中，水先從大孔徑孔隙排出，后從小孔徑孔隙排出，則土體積含水率公式中：θ（R）是孔徑小于R的孔隙都充滿水時(shí)的體積含水率，R_min為最小孔徑，f（R）為孔隙體積密度函數(shù)，r 為孔徑。

由于孔徑和吸力之間具有反比關(guān)系，即 r=C/ψ，土體積含水率公式中：C為常數(shù)，ψ為吸力，ψ_max 為對(duì)應(yīng)于最小孔徑的最大吸力，h為一個(gè)虛擬吸力變量。

由此而得的van Genuchten（1980）方程對(duì)應(yīng)的與吸力有關(guān)的孔隙體積密度函數(shù)公式中：考慮了土水特征曲線覆蓋整個(gè)吸力范圍，即0~10⁶kPa。a，m， n為擬合參數(shù)，e常數(shù)。

由Fredlund和Xing（1994）土-水特征曲線方程公式中：C（ψ）為調(diào)整函數(shù)；吸力很小時(shí)等于1，吸力為 10⁶kPa 時(shí)等于0；ψ_r等于殘余吸力值；θ_s等于飽和體積含水率。

土-水特征曲線能夠反映土體的孔徑分布特征，而粒度分布曲線反映的是土顆粒的大小，土顆粒體積與孔隙體積之和即為土體總體積，可以說土水特征曲線和粒度分布曲線呈相反發(fā)展趨勢(shì)。Fredlund和Xing （1994） 在土水特征曲線方程基礎(chǔ)上提出了粒度分布曲線預(yù)測(cè)方程公式中：P_p（d）等于小于某一粒徑的顆粒所占百分比，a_gr，n_gr，m_gr為擬合參數(shù)，其意義與a，n，m在土水特征曲線上表示的物理意義相似，即都是控制曲線形狀的參數(shù)。d_rgr等于與細(xì)粒含量有關(guān)的參數(shù)，d_m為最小粒徑，d為粒徑。

粒度分布曲線黃土粒度曲線

采用Fredlund粒度分布曲線方程對(duì)這些黃土的粒度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，F(xiàn)redlund粒度分布曲線方程對(duì)中國黃土的粒度分布曲線擬合精度較高 （方差均小于 0.1），參數(shù)穩(wěn)定且呈規(guī)律性變化，能夠很好地反映中國黃土的地域性特點(diǎn)。

將各地區(qū)粒度分布曲線擬合參數(shù)取均值，F(xiàn)redlund粒度分布曲線方程中參數(shù)agr對(duì)應(yīng)Fredlund和Xing （1994） 土-水特征曲線方程中的參數(shù)a （與進(jìn)氣值有關(guān)，通常稍大于進(jìn)氣值），均反映了曲線的拐點(diǎn)位置。中國黃土粒度分布曲線參數(shù)a_gr從西北向東南呈下降趨勢(shì)。a_gr越小，粒度分布曲線重心越偏向左，即粒徑越小，級(jí)配越均勻，這和中國黃土粒徑的地域性特點(diǎn)一致，即從西北向東南，受風(fēng)力的搬運(yùn)作用，分選性越好。

參數(shù)m_gr控制曲線細(xì)粒段的坡度，m_gr越小，粒度分布曲線細(xì)粒段增長越快，表明土體細(xì)粒含量越多。中國黃土粒度分布曲線參數(shù)n_gr從西北向東南表現(xiàn)出波動(dòng)且整體下降的趨勢(shì)，參數(shù)m_gr有微弱波動(dòng)，但變化趨勢(shì)不明顯，局部也見下降的趨勢(shì)。參數(shù)d_rgr被證明對(duì)粒度分布曲線的影響較小，但可以通過改變d_rgr來優(yōu)化預(yù)測(cè)結(jié)果。這說明這些參數(shù)同樣具有地域性特點(diǎn)，得到的擬合參數(shù)即可用于各個(gè)地區(qū)的粒度分布曲線預(yù)測(cè)，各個(gè)參數(shù)的物理意義不僅能夠指導(dǎo)粒度分布曲線的預(yù)測(cè)，也對(duì)粒徑分析和土的分類具有指導(dǎo)意義。

累積粒度分布簡稱累積分布，是單位體積空氣中大于或小于某規(guī)定粒徑的顆粒粒子數(shù)目或體積、質(zhì)量等與顆粒的總粒子數(shù)或總體積、總質(zhì)量的百分比對(duì)其不同粒徑的關(guān)系。

可用此作出其粒度分布曲線圖。由于顆粒物中粒徑小的粒子數(shù)目多于粒徑大的粒子數(shù)目，所以多用小于規(guī)定粒徑的表示法。通常多用體積（或質(zhì)量）累積分布。體積（或質(zhì)量）的累積分布可用正態(tài)概率紙作圖。

粉塵在液相或氣相介質(zhì)中按粒徑大小順序沉降。用光透過方法在一定沉降高度h位置，測(cè)定光柱中不同粒徑的粉塵濃度，計(jì)算出粉塵粒度分布。

粉塵粒度分布是指在含塵空氣中，各種不同粒徑粉塵的質(zhì)量或顆粒數(shù)占粉塵總質(zhì)量或總顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)。

size distribution of dust;dispersity of dust2100433B