在TBM隧洞工程中,豆礫石是粒徑為5¹0mm的天然卵石或經(jīng)人工破碎后的碎石填充料。工程中,豆礫石回填灌漿是TBM法施工成敗的關(guān)鍵之一,在對豆礫石回填灌漿結(jié)石體取芯進(jìn)行抗壓檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)其抗壓強(qiáng)度普遍低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。本文以蘭州市水源地建設(shè)項(xiàng)目為依托,以豆礫石材料形態(tài)特征為研究對象,具體針對于吹填豆礫石至回填灌漿這一時(shí)間段內(nèi),結(jié)合實(shí)際存在的超遜徑和巖粉含量等影響因素,配置豆礫石樣本進(jìn)行回填灌漿模擬試驗(yàn),明確豆礫石形態(tài)特征量化指標(biāo)和堆積體空隙率對回填灌漿結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的作用效應(yīng),進(jìn)行豆礫石的質(zhì)量探討,實(shí)現(xiàn)通過改變豆礫石材料的配置提高灌漿質(zhì)量和結(jié)石體強(qiáng)度。(1)豆礫石顆粒形態(tài)特征量化指標(biāo)分為顆粒粒徑、輪廓形狀指標(biāo)和棱角性指標(biāo)三部分。做豆礫石堆積體空隙率對形態(tài)特征量化指標(biāo)的相關(guān)性分析,得出對于豆礫石材料,空隙率對粒徑、針度和棱角參數(shù)敏感性較大,均與之成正相關(guān)。(2)結(jié)合實(shí)際工程回填灌漿施工工藝,采用PFC模擬豆礫石回填環(huán)節(jié),灌漿環(huán)節(jié)采用漿液灌注物理模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)采用有壓灌漿方式,對豆礫石結(jié)石體取芯進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),獲取抗壓強(qiáng)度。結(jié)果表明:豆礫石粒徑越大,結(jié)石體抗壓強(qiáng)度越小;巖粉含...

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 豆礫石回填灌漿工藝研究
        1.2.2 粗骨料的性能及工程應(yīng)用研究
        1.2.3 粗集料形狀特征數(shù)字圖像分析
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究思路及技術(shù)路線
第2章 工程豆礫石物性檢測及因子選定
    2.1 豆礫石選料的工程要求
    2.2 工程豆礫石物理參數(shù)指標(biāo)值的確定
        2.2.1 豆礫石顆粒級配相關(guān)試驗(yàn)
        2.2.2 表觀密度、吸水率及壓碎指標(biāo)試驗(yàn)
        2.2.3 堆積密度及空隙率試驗(yàn)
        2.2.4 針片狀顆粒含量試驗(yàn)
        2.2.5 含泥量及含水率試驗(yàn)
    2.3 工程豆礫石質(zhì)量評估
        2.3.1 工程豆礫石材料質(zhì)量評估
        2.3.2 工程豆礫石結(jié)石體抗壓強(qiáng)度分析
    2.4 選定豆礫石材料對結(jié)石體強(qiáng)度的影響因子選定
        2.4.1 物性指標(biāo)對結(jié)石體強(qiáng)度的影響分析
        2.4.2 豆礫石顆粒的粒徑大小
        2.4.3 豆礫石的樣本顆粒組成
    2.5 小結(jié)
第3章 豆礫石形態(tài)特征指標(biāo)的選定與量化
    3.1 豆礫石材料圖像集采和處理
        3.1.1 研究思路
        3.1.2 Image-Pro Plus軟件介紹
    3.2 豆礫石顆粒形態(tài)特征的量化指標(biāo)
        3.2.1 豆礫石顆粒的輪廓形狀指標(biāo)
        3.2.2 豆礫石顆粒的棱角指標(biāo)
        3.2.3 豆礫石顆粒的粒徑指標(biāo)
    3.3 豆礫石體積模型下樣本形態(tài)特征量化指標(biāo)
        3.3.1 豆礫石體積模型假設(shè)
        3.3.2 豆礫石樣本形態(tài)特征指標(biāo)加權(quán)分析
        3.3.3 豆礫石樣本形態(tài)特征量化指標(biāo)
    3.4 豆礫石樣本形態(tài)特征量化指標(biāo)值驗(yàn)證
    3.5 小結(jié)
第4章 豆礫石形態(tài)特征量化指標(biāo)與空隙率的相關(guān)性
    4.1 空隙率試驗(yàn)
        4.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
        4.1.2 空隙率試驗(yàn)結(jié)果
        4.1.3 空隙率試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證
    4.2 豆礫石形態(tài)特征單變量指標(biāo)與空隙率相關(guān)性分析
        4.2.1 輪廓形狀特征量化指標(biāo)與空隙率相關(guān)性
        4.2.2 顆粒棱角特征量化指標(biāo)與空隙率相關(guān)性
        4.2.3 豆礫石顆粒粒徑單變量分析
    4.3 豆礫石形態(tài)特征多變量指標(biāo)與空隙率相關(guān)性分析
    4.4 小結(jié)
第5章 豆礫石回填灌漿模擬試驗(yàn)
    5.1 工程現(xiàn)場豆礫石回填灌漿工藝概述
        5.1.1 豆礫石回填灌漿方案
        5.1.2 豆礫石回填灌漿施工工藝流程
        5.1.3 豆礫石吹填施工工藝
        5.1.4 漿液灌注施工工藝
    5.2 豆礫石吹填過程PFC數(shù)值模擬
        5.2.1 顆粒流(PFC3D)基礎(chǔ)理論
        5.2.2 PFC模型的建立和試驗(yàn)方案
        5.2.3 豆礫石吹填后的運(yùn)動狀態(tài)分析和空隙率
    5.3 豆礫石漿液灌注物理模擬試驗(yàn)
        5.3.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)
        5.3.2 試驗(yàn)方案
        5.3.3 模擬現(xiàn)場漿液灌注試驗(yàn)
    5.4 豆礫石結(jié)石體取芯單軸壓縮試驗(yàn)
    5.5 漿液流動特性和結(jié)石體形態(tài)特征探討
        5.5.1 漿液在豆礫石堆積體中流動特性
        5.5.2 豆礫石結(jié)石體成型后形態(tài)特征
    5.6 小結(jié)
第6章 豆礫石回填灌漿體強(qiáng)度影響因素研究
    6.1 豆礫石漿液灌注物理模擬試驗(yàn)結(jié)果
    6.2 豆礫石配置因素對結(jié)石體強(qiáng)度的影響分析
        6.2.1 粒徑變化對抗壓強(qiáng)度的影響
        6.2.2 巖粉含量對抗壓強(qiáng)度的影響
        6.2.3 超遜徑顆粒含量對抗壓強(qiáng)度的影響
    6.3 豆礫石形態(tài)特征量化指標(biāo)單變量對強(qiáng)度的影響分析
        6.3.1 粒徑變化對抗壓強(qiáng)度的影響
        6.3.2 顆粒形態(tài)指標(biāo)中針度和棱角指標(biāo)差異對抗壓強(qiáng)度的影響
    6.4 豆礫石形態(tài)特征量化指標(biāo)多變量對強(qiáng)度的影響分析
    6.5 豆礫石質(zhì)量探討
    6.6 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3755408