本文關鍵詞：泡沫改良盾構砂土流變特性的研究

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【摘要】：土壓平衡盾構施工過程中,常會遇到復雜的工程地質環(huán)境,比如砂土地層,由于其塑流性較差,容易導致壓力艙閉塞、噴涌等技術難題。而在現(xiàn)有施工中,普遍是根據(jù)開挖土體的坍落度值,靠以往工程經驗來判斷開挖土體的流變性,此方法存在一定的局限性。為了保證施工能夠順利有效的進行,必須對砂土層進行改良,使其保持良好的“塑性流動狀態(tài)”。本文以北京市某地鐵砂土地層作為研究對象,并且選用Ⅰ、Ⅱ兩類泡沫對流變性較差的砂土進一步改良,利用坍落度試驗選取坍落度符合要求的改良砂土進行流變試驗,測試在不同轉速、不同圍壓值時砂土的抗扭矩值;并通過直剪試驗,測定改良泡沫對砂土內摩擦角及粘聚力的變化影響;最后基于Bingham模型建立改良砂土的流變方程。主要研究內容及結論如下:(1)對八組塑流狀態(tài)滿足要求的改良砂土進行流變試驗,在0.05MPa、0.10MPa、0.15MPa、0.20MPa四種壓力狀態(tài)下測量砂土的流變參數(shù)。總結了剪切應力、表觀粘度、屈服應力和塑性粘度四個參數(shù)隨配比、圍壓等級的變化規(guī)律。(2)確定圍壓狀態(tài)下,分析改良砂土的屈服應力與塑性粘度變化范圍:Ⅰ類泡沫改良砂土屈服應力為825.85Pa~5492.3Pa,塑性粘度為295.27Pa?s~1493.7Pa?s。Ⅱ類泡沫改良砂土屈服應力為930.84~5890.41Pa,塑性粘度為332.79Pa?s~1780.21Pa?s。(3)基于Bingham流體模型,引進圍壓系數(shù),當τ時,建立了不同圍壓系數(shù)下改良砂土的流變方程。通過線性回歸擬合,得出Ⅰ類泡沫改良砂土屈服應力系數(shù)a為1539.3Pa~2514.8Pa,塑性粘度系數(shù)為838.6 Pa?s~1354.1Pa?s;Ⅱ類泡沫改良砂土屈服應力系數(shù)a為1711.9Pa~2726.1Pa,塑性粘度系數(shù)為1048.6Pa?s~1852.3Pa?s。
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43;TU441

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