砂卵石土體流變特性實驗裝置與實驗研究
本文選題:流變儀 + 攪拌葉片 ; 參考:《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2014年碩士論文
【摘要】:砂卵石地層是土壓平衡式盾構(gòu)施工重要施工區(qū)域,砂卵石流變性能的研究是土壓平衡盾構(gòu)順利進行的重要組成部分,如果地層是粘粒含量較少的卵石層、砂土地層和風化巖地層,進入壓力艙的土體就很難形成這種“塑性流動狀態(tài)”,從而給施工帶來困難。此時就需要進行土體改良,使開挖土體變成這種狀態(tài)。而不同攪拌葉片作用下,改良土體流變性能效果就是本文的研究的主要內(nèi)容。根據(jù)實驗?zāi)康?研制合適的實驗裝置,以室內(nèi)實驗為主要手段,通過坍落度實驗,摩擦系數(shù)實驗,直剪實驗等對不同攪拌葉片對土體改良效果評價,分析得到最優(yōu)攪拌葉片,并得出改良土體的流變方程。本文主要得到以下幾點結(jié)論:(1)研制出一個適合實驗需要的砂卵石流變儀,并且可以更換多種攪拌葉片。(2)通過實驗數(shù)據(jù)綜合分析,得出十字板葉片攪拌效果最佳。(3)對十字板攪拌葉片改良后的土體進行計算分析,推出g,h與屈服應(yīng)力,塑性粘度的關(guān)系式,并推出砂卵石達到塑性流動狀態(tài)時屈服應(yīng)力和塑性粘度的大致范圍。(4)通過流變儀標定,與商業(yè)流變儀ICAR流變儀,進行對比,得出此流變儀數(shù)據(jù)真實可靠,而且對于6cm以下土體顆粒,均能進行改良,而ICAR流變儀只對2cm以下土體顆粒改良較為有效。本文根據(jù)砂卵石土體的特點,研制了改性砂卵石土體流變性測量裝置,并對裝置進行了標定,獲取了不同改良劑添加量下的砂卵石土體流變參數(shù),分析認為改性砂卵石土體屬于Bingham流體,用屈服應(yīng)力和塑性粘度來表征其流變性能,提出了處于“塑性流動狀態(tài)”砂卵石土體的流變參數(shù)范圍。
[Abstract]:Sand pebble stratum is an important construction area of soil pressure balanced shield construction. The study of sand pebble rheological property is an important part of soil pressure balance shield tunneling, if the formation is a cobblestone layer with less clay content, In sandy and weathered strata, it is difficult for the soil into the pressure chamber to form this "plastic flow state", which brings difficulties to the construction. At this time, the soil need to be improved, so that the excavation of the soil into this state. The main content of this paper is to improve the rheological properties of soil under the action of different stirring blades. According to the purpose of the experiment, a suitable experimental device was developed. By the main means of indoor experiment, through slump experiment, friction coefficient experiment, direct shear experiment and so on, the effect of different stirring blades on soil improvement was evaluated, and the optimum stirring blade was obtained. The rheological equation of improved soil is obtained. The main conclusions of this paper are as follows: (1) A sand pebble rheometer suitable for the experiment is developed, and a variety of mixing blades can be replaced. (2) through the comprehensive analysis of the experimental data, The results show that the cross blade stirring is the best. (3) the improved soil mass of the cross plate blade is calculated and analyzed, and the relationship between gh and yield stress and plastic viscosity is deduced. And the approximate range of yield stress and plastic viscosity of sand and pebble in plastic flow state is deduced. (4) the rheometer is calibrated and compared with the commercial rheometer ICAR rheometer. It is concluded that the rheometer data are true and reliable. And the soil particles below 6cm can be improved, but ICAR rheometer can only improve the soil particles under 2cm. According to the characteristics of sandy pebble soil, a rheological measurement device for modified sandy pebble soil is developed and calibrated, and the rheological parameters of sandy pebble soil under different modifiers are obtained. It is considered that the modified sand pebble soil belongs to Bingham fluid, and its rheological properties are characterized by yield stress and plastic viscosity, and the rheological parameters range of sand pebble soil in "plastic flow state" is put forward.
【學(xué)位授予單位】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TU43
【參考文獻】
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,本文編號:2104185
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