黏性泥沙絮凝对浮泥流变特性影响试验研究

来源：水利水运工程学报杂志 2025年第4期北京时间：

作者：刘洁,周杨三,周鹏,肖毅

摘要：浮泥在海岸、河口及水库中广泛分布，对区域生态、环境和航运等产生显著影响。不同机制形成浮泥的特性也有所区别。为了量化分析泥沙絮凝对浮泥密度和流变特性的影响，利用大型水箱进行黏性泥沙絮凝沉积试验，收集床面淤积物，并进行流变测试。结果表明，随紊动水体中絮团粒径的减小和分形维数的增大，形成的浮泥密度将增大，浮泥的屈服应力、黏滞系数呈幂律增长。絮体中孔隙导致沉积形成浮泥的结构强度减小，使浮泥流变曲线没有固-液过渡阶段，到达临界点时直接发生屈服变形进入液态阶段。考虑泥沙絮凝影响后，当浮泥密度大于1 110 kg/m3时，其屈服应力、黏滞系数明显减小，流动指数增大。这种宏观流变特性的差异体现在颗粒间的微观相互作用，即泥沙颗粒接触点的强度和数量上。而絮凝的发生会改变颗粒结构和颗粒间力，进而影响宏观流变特性。该研究可为浮泥运动过程数值模拟提供参考。

关键词：浮泥, 流变试验, 絮团粒径, 分形维数, 流变特性