針對長江口航道淤泥,采用剪切應(yīng)力掃描、流動啟始測量、剪切速率掃描和間接測量等四種典型的流變特性測量方法,對容重為1.20～1.72 g/cm³的淤泥的流變特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對比分析了由四種測量方法得到的屈服應(yīng)力值的變化范圍和各種測量方法的特點(diǎn)及其可靠性。揭示了容重對長江口航道淤泥的屈服特性的影響。結(jié)果表明:長江口航道淤泥具有明顯的雙賓漢體特性,可以采用Dual-Herschel-Bulkley模型定量描述。四種測量方法得到的屈服應(yīng)力值有不同差異,流動啟始測量法得到的屈服應(yīng)力值明顯偏大,其他三種測量方法得到的結(jié)果相差較小。此外,淤泥的屈服應(yīng)力值受容重的影響顯著,隨著容重的增加而增大,且隨容重呈指數(shù)變化趨勢增長。 

【文章來源】：泥沙研究. 2020,45(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

泥沙粒徑級配累計(jì)曲線

(1)剪切應(yīng)力掃描法采用剪切應(yīng)力掃描法測得的不同容重淤泥樣品的流變曲線如圖2所示:淤泥的剪切速率對剪切應(yīng)力的響應(yīng)可以分為四個階段。以樣品3(ρc=1.46 g/cm3)為例:(1)當(dāng)剪切應(yīng)力較小(τ<0.25 Pa)時，剪切速率極小且基本保持不變，表明此時淤泥基本不發(fā)生流動，其變形類似于彈性固體;(2)隨著剪切應(yīng)力的增加(0.25 Pa≤τ<3.69 Pa)，剪切速率開始緩慢增加，其增大幅度約為1個數(shù)量級。此時淤泥內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和黏結(jié)作用開始出現(xiàn)破壞。(3)隨著剪切應(yīng)力進(jìn)一步的增大(3.69 Pa≤τ<5.96 Pa)，剪切速率迅速增大，在很小的剪切應(yīng)力變化范圍內(nèi)，剪切速率迅速增大約2個數(shù)量級，曲線中出現(xiàn)一個剪切應(yīng)力平臺，如圖2中實(shí)線所示。此階段淤泥內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和黏結(jié)作用遭到徹底破壞，淤泥發(fā)生流動變形。(4)當(dāng)剪切應(yīng)力繼續(xù)增大(τ≥5.96 Pa)時，剪切速率轉(zhuǎn)而緩慢增加，剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系曲線上揚(yáng)，此階段淤泥的流動變形得到了充分發(fā)展。通常，將淤泥開始發(fā)生流動的臨界狀態(tài)所對應(yīng)的剪切應(yīng)力視為屈服應(yīng)力。因此，圖中應(yīng)力平臺的起始點(diǎn)所對應(yīng)的應(yīng)力值即為淤泥的屈服應(yīng)力，故樣品3的屈服應(yīng)力值約為3.69 Pa。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)淤泥受到的剪切應(yīng)力小于其屈服應(yīng)力時，淤泥發(fā)生彈塑性變形;一旦剪切應(yīng)力大于屈服應(yīng)力，淤泥便開始發(fā)生流動變形。由該方法得到的不同容重淤泥樣品的屈服應(yīng)力值列于表2。

臨界剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化曲線(樣品3)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3027070