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)濟飛速發(fā)展，城市化進程不斷加快，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。當前，對河道淤泥土的改良利用是目前巖土工程領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之一。根據(jù)考察發(fā)現(xiàn)，實際工程中發(fā)生的大量工程事故與軟土的流變性相關。例如重力壩的

2、傾斜、地基長期沉降以及邊坡隨時間增長而失穩(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行了研究，主要研究內容如下:
　　首先，對河道淤泥混合土的試驗配合比進行了設計，在此基礎上進行了剪切試驗以及剪切流變試驗。試驗結果表明，河道淤泥氣泡混合土的剪切流變可以分為三個階段，剪應力較小時，剪切流變

3、曲線呈衰減穩(wěn)定型;隨著剪應力的提高，流變曲線呈非穩(wěn)定的等速型;當剪應力增大到一定程度時，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)護齡期的增長，水泥摻量的增加，提高了混合土抗剪強度，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度，提高了其流變性能。
　　其次，根據(jù)試驗所得結果，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)律進行分析。分析結果顯示，所選模型能夠較好地描述河道淤泥混合土在各種

4、剪應力水平下的衰減、等速以及加速流變演化過程。結合剪切流變試驗結果與剪切流變模型擬合參數(shù)分析可知，通過合理優(yōu)化配合設計，可以獲得具有較強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)定性進行了ABAQUS建模分析。結果顯示，階梯邊坡抗剪強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)，隨著時間的推移，塑性滑動區(qū)向坡內延伸速度減緩，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)在逐漸提高。