关键词:
振荡剪切
流变特性
储能模量
剪切应力
流动点
摘要:
[目的]研究含水率对土壤浆体流变特性的影响机理,为黄土高原地区泥浆体流动规律的认识和泥石流防治提供科学依据。[方法]以黄土高原地区4种主要类型土壤为研究对象,通过流变振荡剪切测试,探究含水率对土壤流变特性的影响。[结果](1)[土娄]土、褐土和黑垆土的储能模量、损耗模量、剪切应力随含水率的增加(40%~80%)均呈减小趋势,剪切应力分别从229.85,193.38,96.46 Pa减小到2.25,2.65,2.32 Pa;在含水率较大(>50%)的条件下,黄绵土表现出强应变过冲现象。(2)4种土壤浆体的储能模量随剪切应变的增加出现两个平台区,表现出两步屈服现象;随着含水率的增加,浆体出现两步屈服向一步屈服的转变。第一步屈服与初始网络结构的破坏有关,第二步屈服表明浆体结构被完全破坏。(3)当土壤含水率≤50%,土壤细颗粒可通过形成絮凝体增加絮凝程度从而提高土壤浆体流动点剪切应力;当含水率>50%时,土壤中的粗颗粒通过增加颗粒间摩擦力提高流动点剪切应力,此时黄绵土流动点剪切应力大于其他土壤。[结论]土壤流变特性不仅与其自身性质有关,而且受土壤含水率的重要影响;细颗粒含量较大的土壤,在高含水率条件下其浆体更易发生流动。