颗粒尺寸对干颗粒流中侵蚀与夹带的影响

地球物理流对下伏可侵蚀物质的夹带(entrainment)可显著增大流动质量并增加最终沉积范围。流动物质与可侵蚀基底的颗粒尺寸影响夹带机制并决定整体流动动力学。本文通过考虑实验室尺度倾斜水槽中不同颗粒尺寸组合的来流与底层之上的颗粒流动，对这些机制进行实验研究。采用动态 X 射线放射成像捕获流动-可侵蚀床界面的动力学。实验发现最大下坡速度取决于流动颗粒与床面颗粒尺寸之比，比值越高速度越快。随后应用两种技术估算演化的侵蚀深度：已确立的临界速度法和一种新颖的基于颗粒尺寸的方法。由这两种方法估算了侵蚀率。有趣的是，这两种速率得出不同且矛盾的结论。在基于临界速度的速率估算中，归一化侵蚀率随流动与床面颗粒尺寸比增大而增加，而基于颗粒尺寸方法估算的侵蚀率则发现相反趋势。我们通过考量两种测量方法的物理意义来解释这一差异，并深入见解未来建模如何容纳这两种互补度量。本文强调了侵蚀率完全取决于侵蚀深度估算方法及测量技术的选择。