摘要：
利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明，经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段：在剪应力水平较低时，剪切流变曲线呈衰减稳定型；随着剪应力水平的提高，剪切流变曲线呈非稳定的等速型；当剪应力水平增大到一定程度时，剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律，可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型，模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。
关键词：
河道淤泥；剪切流变；流变特性；剪切流变模型
中图分类号：TU411
文献标志码：A文章编号：16744764（2017）02002609
Abstract：
The rheological properties of river sludge mixed with cement and air foam were studied by shear rheological test. The test results showed that under the load the mixed lightweight soil by curing process was similar to the rheological characteristics of hard clay. The soil rheological curve of air foamed soil using river sludge mainly presented three models. When the shear stress level was low， the theological curve appears as attenuation stable； When the shear stress levels continued to increase， the form of the rheological curve was not stable but constant speed type； When the shear stress increased to a certain extent， the rheological curve type was accelerated. With the improvement of the strength of the mixed lightweight soil， the rheological properties of river sludge mixed with cement and air foam is reduced. According to the test， the mixed lightweight soil shear rheological conformed to the sevencomponent viscoelastoplastic shear rheological model. Using the model can reasonably and reliably describe the rheological process include attenuation， velocity and acceleration of the mixed lightweight soil under various shear stress levels.
Keywords：
river sludge； shear rheological； rheological behavior； shear rheological model
中國长江三角洲地区河流交错，池湖密布，经常年积累，在河道湖泊内产生了大量淤泥。这些长期沉积的淤泥不仅影响了水质，也影响了防洪、排涝、通航等各项功能的正常发挥。为了解决这些问题，需定期或不定期地对河道湖泊进行清淤，由此导致了大量疏浚淤泥产生。如何合理有效地循环利用这部分疏浚淤泥是当前环境岩土工程正在兴起和发展的主要研究方向之一。
河道淤泥土属于软粘土范畴，考虑到流变现象广泛存在于各种土体之中，特别是软粘土中流变现象更为显著，随着时间的增长，土体中的应力和变形将产生不容忽略的变化。因此，有必要对软粘土流变特性进行研究。孙钧等[1]介绍了上海地区几种典型饱和软粘土的主要流变特性，并建立了反映流变和应力松弛统一的非线性流变经验本构关系；雷华阳等[2]介绍了在不同竖向载荷以及不同加荷比条件下，滨海地区软土剪切流变性状的结构性效应和影响因素；张先伟等[3]对黄石地区淤泥质土流变特性进行了研究，并建立了相应的本构方程；Dobrov[4]对剪切流变引起的粘性土质量参数变化进行了研究；Lei等[5]对自然加速流变条件下软土的微观结构进行了分析研究。
目前，参考气泡混凝土技术，利用河道淤泥含水率高及流动性好的特点，将其作为原料土制成具有流动特征的混合轻质土，是疏浚淤泥一种效果比较好的利用方式。对于混合轻质土，学者们已经进行了较多研究，Yajima等[6]对经气泡混合处理后轻质土的物理力学特性进行了研究；Takashi等[7]、Puppala等[8]考察了轻质土在工程领域内的适用性。中国在相关领域的研究开展比较晚，研究的轻质化材料也主要以塑料发泡颗粒为主，对于气泡这种较难加入土体的轻质材料研究较少。顾欢达等对于气泡混合轻质土的制作工艺、物理力学性质及工程应用方面进行了比较深入的研究[914]。基于有效循环利用河道疏浚淤泥的目的，在顾欢达等对河道淤泥气泡混合轻质土研究[9，12]的基础上，对其在不同条件下的剪切流变特性进行了考察研究。