河道淤泥氣泡混合土剪切流變特性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，工程用土短缺以及生態(tài)環(huán)境惡化兩大問題亟待解決。為此，以我國每年產(chǎn)出的大量疏浚淤泥為原料通過改良制成新型土工材料，不僅能夠緩解工程用土短缺，也可以提高資源有效利用效率、改善生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前，對河道淤泥土的改良利用是目前巖土工程領(lǐng)域的比較熱門研究課題。
　　河道淤泥土屬于軟粘土范疇，而流變特性是軟粘土最主要的工程性質(zhì)之一。根據(jù)考察發(fā)現(xiàn)，實(shí)際工程中發(fā)生的大量工程事故與軟土的流變性相關(guān)。例如重力壩的

2、傾斜、地基長期沉降以及邊坡隨時(shí)間增長而失穩(wěn)等都表明由于土體流變造成的影響是不容忽視。目前對于土體流變特性的研究主要以天然原狀土為主，而對人工配制土的流變特性考察較少。本文對以工程應(yīng)用為目的而研制的河道淤泥氣泡混合土的剪切流變特性進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對河道淤泥混合土的試驗(yàn)配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了剪切試驗(yàn)以及剪切流變試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，河道淤泥氣泡混合土的剪切流變可以分為三個(gè)階段，剪應(yīng)力較小時(shí)，剪切流變

3、曲線呈衰減穩(wěn)定型;隨著剪應(yīng)力的提高，流變曲線呈非穩(wěn)定的等速型;當(dāng)剪應(yīng)力增大到一定程度時(shí)，流變曲線呈加速型。從河道淤泥氣泡混合土流變性能來看，養(yǎng)護(hù)齡期的增長，水泥摻量的增加，提高了混合土抗剪強(qiáng)度，削弱了混合土的流變性能;氣泡的添加，含水量的提高，降低了混合土抗剪強(qiáng)度，提高了其流變性能。
　　其次，根據(jù)試驗(yàn)所得結(jié)果，通過選取合理流變模型對河道淤泥氣泡混合土的剪切流變規(guī)律進(jìn)行分析。分析結(jié)果顯示，所選模型能夠較好地描述河道淤泥混合土在各種

4、剪應(yīng)力水平下的衰減、等速以及加速流變演化過程。結(jié)合剪切流變試驗(yàn)結(jié)果與剪切流變模型擬合參數(shù)分析可知，通過合理優(yōu)化配合設(shè)計(jì)，可以獲得具有較強(qiáng)抵抗剪切流變能力的河道淤泥氣泡混合土。
　　最后，基于河道淤泥氣泡混合土剪切流變特性，對階梯型混合土邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了ABAQUS建模分析。結(jié)果顯示，階梯邊坡抗剪強(qiáng)度最薄弱的部分位于坡腳處。坡腳由于流變變形而首先出現(xiàn)塑性滑動區(qū)，隨著時(shí)間的推移，塑性滑動區(qū)向坡內(nèi)延伸速度減緩，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)在逐漸提高。