颗粒分析自动计算表1

马尔文MS2000激光粒度颗分仪水中泥沙颗粒分析测试

摘要：泥沙颗粒分析是对施测河流中的泥沙粒径的变化范围和各种粒径的组成所占沙重百分数的分析与测定工作，研究不同粒径泥沙在水中运动规律，为水文计算、河流综合治理等科学依据。马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的操作简单、工作效率高、测验结果稳定可靠；具有传统测验方法所不具备的高精度、高效率。通过对泥沙颗粒移液管、筛吸结合测试法和马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪对相同样品进行测试对比分析结果，确定适合陕北地区河流泥沙颗粒分析应用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的相关参数。

关键词：马尔文MS2000激光粒度颗分仪；遮光度；仪器参数。

1.引言

随着科学技术的不断发展，水文测验方式也在不断提档升级。泥沙颗粒分析作为水文工作的重要组成部分应该顺势而为追赶超越。延安水文水资源勘测局所属9处水文站承担泥沙颗粒分析任务，其中神木站、赵石窑站、安塞站、杏河站为常年站，绥德站、吴旗站、志丹站、刘家河站、交口河站为间测站。引进马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪前泥沙颗粒分析工作采用移液管、筛吸结合的分析方法，该方法的操作繁琐、工作效率低、分析人员劳动强度大，人工操作的偶然误差增多，分析完成后数据处理繁琐，时效性差，影响整体分析质量。难以满足当前河流综合管理、开发和利用对泥沙颗粒级配资料实效性和施测精度的要求，与新形势下水文工作的发展需求相背离。

2.新技术的应用和优势

2.1新技术的应用 黄河流域黄河水利委员会所属三门峡、吕梁、榆次水文局，陕西省水文水资源勘测局所属宝鸡局先后开始在黄河流域范围内使用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪开展泥沙颗粒分析工作。通过这些年来的应用不断总结经验，改进提升，马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪能够满足水文测验要求。延安水文水资源勘测局管辖流域同属黄河流域中游区域，为顺应水文测验技术的发展需要，提升工作效率，提高测验质量，延安水文水资源勘测局开展马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪进行泥沙颗粒分析与传统测验方式的比对，验证相关参数在实际工作中的可靠性和合理性，为今后开展新技术的应用打下坚实的基础。

颗粒分析试验（密度计法）

（一）概述

颗粒分析试验的目的是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数，并据此绘制颗粒大小分配曲线。

密度计法适用于分析粒径小于0.075mm的土样，若试样中含有大于0.075mm的粒径时，应联合使用密度计法和筛析法。

（二）试验原理

密度计法是将一定质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL，混合成1000mL的悬液，并使悬液中的土粒均匀分布。此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一。一方面根据斯笃克（Stokes, G.G, 1845）定律计算悬液中不同大小土粒的直径，另一方面用密度计测定其相应不同大小土粒质量的百分数。

1. 斯笃克定律

斯笃克研究了球体颗粒在悬液中下沉问题，认为不同球体颗粒在悬液中的下沉速度与它们直径大小d有关，这种反映悬液中颗粒下沉速度和粒径关系的规律，称为斯笃克定律。按照这一定律，土颗粒在溶液中下沉时，较大的土粒首先下沉，经过某一时段t，只有比某一粒径d小的土粒仍然浮在悬液中，这些土粒在悬液中通过铅直距离L，在时间t内下沉速度为

2ws1800)(dtL

tLGGdwowTsws)(1800)(18

式中:

η —纯水的动力粘滞系数，Pa·s（10-3）；

d —土颗粒粒径，mm；

—土粒的密度，g/cm3；

Gs —土粒的比重；

w—水的密度，g/cm3；

wo—温度4℃时水的密度，g/cm3； wTG——温度T℃时水之比重；

L —某一时间t内土粒的沉降距离，cm；

t —沉降时间，s。

为了简化计算，用图 1–1的斯氏列线图，便可求得粒径d值。此时，悬液中在L范围内所有土粒的直径都比算得的d值小，而大于d的土粒都下沉到比L大的深度处。

图1–1 斯笃克列线图 2．悬液中土粒质量的百分数

设V为悬液的体积，Ws为该悬液内所含土颗粒总质量。故开始时悬液单位体积内的土粒质量为VWs，土粒的体积为s0wsGVW。单位体积的悬液是由土粒和水组成，则水之体积应为VGWs0ws1，水之质量为VGWs0wswt1，式中wt为试验开始时温度为T℃的水的密度。则开始时土粒均匀分布的悬液密度为：

颗粒分析试验

第一节 概述

颗粒分析试验是测定干土中各粒组含量占该土总质量的百分数。土的颗料大小、级配和粒组含量是土的工程分类的重要依据。土粒大小与土的矿物组成、力学性质、形成环境等均有直接联系。因此，土的颗料大小是土的重要特征。颗粒分析试验是土工基本试验之一，其成果的准确性常影响土工建筑物设计方案甚至稳定性。

第二节 试验原理

土粒的粒径变化范围非常大（粒径由大于60mm到小于0.002mm），故对不同的粒组采用不同的试验方法：粗粒组一般用筛析法，细粒组采用密度计法或移液管法。不同的试验方法其试验原理也不同。

一、粗粒组筛析法试验原理

对于粒径大于0.075mm的粗粒土，一般采用筛析法分析土的颗粒大小。筛析法是采用不同孔径的分析筛，由上至下孔径自大到小叠在一起。试验时，取质量为的干土放入最上的筛里，通过筛析后，得到不同孔径筛上土质量，进而计算出粒组含量和累积含量。

二、粗粒组密度计法试验原理

司笃克斯（Stocks）研究微小球体在水中下沉时，发现球体的运动近似满足如下规律；

1．小球体在水中沉降的速率是恒定的；

2．小球体沉降速率大小与球体直径的平方成正比。

上述规律可用下式表示：

241800dgGGvCwwts （4-1）

式中：——颗粒直径，mm；

——颗粒沉降速率，cm/s；

——4℃时水的密度，34/0.1cmgCw；

——水温时水的比重；

——水温时水的动力粘滞系数，skPa210；

——土粒比重；

——重力加速度，2/81.9smg。

由式（4-1）知，颗粒比重一定时，颗粒愈大，在水中沉降的速率愈快。现将一定质量的土与水搅拌成总体积为的均匀悬液，然后观察悬液中颗粒下沉情况和悬液浓度的变化。为研究方便，取距悬液表面为的薄层MN来分析，如图4—1所示。

试验开始时（0t时刻），悬液均匀，悬液中自上至下各粒组均匀分布，然后土粒开始下沉，大颗粒下沉比较快，细颗粒下沉比较慢。设在时刻，的颗粒刚好从悬液表面下沉到MN

流程梳理颗粒度计算公式

颗粒度计算公式流程梳理。

颗粒度是指物质的粒子大小或颗粒的大小分布。在工程和科学领域中，颗粒度的计算对于材料的性质和应用具有重要意义。颗粒度计算公式是用来确定材料颗粒大小的数学表达式，通过这些公式可以得出材料的颗粒大小分布情况，从而为工程设计和科学研究提供重要参考。

颗粒度计算公式的梳理包括了颗粒度的定义、常用的颗粒度计算公式以及计算流程。本文将从这三个方面对颗粒度计算公式进行详细的梳理，希望能够对读者有所帮助。

一、颗粒度的定义。

颗粒度是描述材料颗粒大小和分布的参数，通常用来表示材料颗粒的粗细程度。在工程和科学领域中，颗粒度对于材料的性质和应用具有重要的影响。颗粒度可以通过颗粒度分析仪器进行测试和测量，也可以通过计算公式进行估算和预测。

二、常用的颗粒度计算公式。

1. 平均颗粒直径计算公式。

在颗粒度分析中，常用的一个参数是平均颗粒直径。平均颗粒直径可以通过颗粒度分布曲线来计算，也可以通过以下公式进行估算：

D = Σ（ni di^2）/Σni。

其中，D表示平均颗粒直径，ni表示第i个颗粒级别的颗粒数，di表示第i个颗粒级别的颗粒直径。

2. 颗粒度分布计算公式。 颗粒度分布是描述材料颗粒大小分布情况的参数，通常通过颗粒度分布曲线来表示。颗粒度分布可以通过以下公式进行计算：

n(x) = kx^m。

其中，n(x)表示颗粒直径为x的颗粒数，k和m为常数。

3. 最大颗粒直径计算公式。

最大颗粒直径是描述材料中最大颗粒的大小，可以通过以下公式进行计算：

Dmax = Σ（ni di）/Σni。

其中，Dmax表示最大颗粒直径，ni表示第i个颗粒级别的颗粒数，di表示第i个颗粒级别的颗粒直径。

三、颗粒度计算公式的流程梳理。

1. 收集颗粒度数据。

首先需要收集材料的颗粒度数据，包括颗粒分布情况和颗粒直径数据。可以通过颗粒度分析仪器进行测试，也可以通过实验和观察进行数据收集。