本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工砂卵石地層特性及改良試驗(yàn)研究　出處：《華北水利水電大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：砂卵石土是由以漂石、卵石、礫石為主的顆粒構(gòu)成,是廣義上的土石混合體。砂卵石土形成的砂卵石地層是一種典型的力學(xué)不穩(wěn)定地層,其基本特征是結(jié)構(gòu)松散、無膠結(jié),呈大小不等的顆粒狀,在開挖過程中極易失穩(wěn)而導(dǎo)致地層坍塌,這給施工帶來很大的困難:砂卵石地層中卵石的強(qiáng)度高,對盾構(gòu)機(jī)刀盤和刀具的磨損大;大粒徑卵石不能被帶出而沉積在土艙內(nèi)從而產(chǎn)生骨架效應(yīng),容易導(dǎo)致刀盤卡死;砂卵石地層滲透性強(qiáng)而保水性差,當(dāng)盾構(gòu)機(jī)遭遇富水砂卵石時(shí)螺旋機(jī)出口容易出現(xiàn)涌水現(xiàn)象;砂卵石地層流動(dòng)性較差,容易在刀盤處及土艙內(nèi)結(jié)成泥餅,進(jìn)而影響土壓平衡導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中超挖。本文首先通過對含石量為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的砂卵石土進(jìn)行大型直剪試驗(yàn)、坍落度試驗(yàn)和滲透試驗(yàn),研究了砂卵石的物理力學(xué)特性與其含石量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)砂卵石抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角均隨著含石量的增加而增大,且不同含石量的應(yīng)力-位移關(guān)系曲線表現(xiàn)出不同的非線性關(guān)系;隨著含石量增大,坍落度及滲透系數(shù)亦表現(xiàn)出增大的規(guī)律,砂卵石土的坍落度和滲透性均不能滿足盾構(gòu)施工對土體狀態(tài)的要求。之后對鈉基和鈣基兩種膨潤土分別進(jìn)行了泥漿優(yōu)化試驗(yàn),測量并對比分析了兩種膨潤土泥漿在不同土水配制比下的黏度隨時(shí)間的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)相同土水比的鈉基膨潤土泥漿黏度優(yōu)于鈣基膨潤土,鈉基膨潤土泥漿的最優(yōu)土水比為1:10,且隨著時(shí)間的增加,鈉基膨潤土泥漿黏度不斷增大,在18~24h內(nèi)達(dá)到峰值,選定泥漿膨化時(shí)間為18h。最后對含石量為20%、40%、60%、80%的砂卵石土進(jìn)行了改良試驗(yàn),泥漿為1:10的鈉基膨潤土泥漿,注入率分別為5%、10%、15%、20%、25%。試驗(yàn)表明,膨潤土泥漿的注入可有效的消除砂卵石的砂石分離狀況;隨著泥漿注入率的增加,砂卵石土的抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角顯著降低,坍落度明顯增大,滲透系數(shù)顯著減小,得到了不同含石量砂卵石滿足盾構(gòu)施工土體狀態(tài)要求最優(yōu)泥漿注入率。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.43

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