盾构隧道渣土改良理论与技术研究综述
发布时间：2021-05-16 08:46
土压平衡盾构在掘进过程中常遇到结"泥饼"、喷涌、刀具磨损等难题,需要对渣土进行合理改良,方可确保隧道顺畅掘进。常用的渣土改良剂有水、泡沫剂、分散剂、黏土矿物和絮凝剂,其中水和泡沫剂适用于各种地层,分散剂适用于黏性较大的地层,黏土矿物适用于缺乏细粒的颗粒土地层,而絮凝剂则适用于富水粗颗粒土地层,改良剂能够改变渣土的塑流性、渗透性、磨损性、黏附性、抗剪强度、压缩性等力学性质。针对盾构渣土改良难题,从渣土改良剂类型及技术参数、渣土改良评价指标及确定方法、改良黏性渣土力学行为、改良非/低黏性渣土力学行为、渣土改良下盾构掘进力学行为等5个方面,详细剖析了国内外盾构渣土改良理论和技术发展动态,总结既有研究不足之处。最后,提出了渣土改良研究方向建议:①水环境和温度对渣土改良效果影响;②黏性地层防"泥饼"新型改良剂的开发;③粗颗粒渣土改良技术;④渣土改良评价指标和体系的建立;⑤渣土改良作用下盾构掘进精细化数值模拟;⑥智能化渣土改良技术。
【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：27 页
【文章目录】：
0 引言
1 常见渣土改良难题
2 渣土改良剂类型及技术参数
2.1 渣土改良剂类型
2.1.1 水
2.1.2 泡沫剂
2.1.3 分散剂
2.1.4 黏土矿物
2.1.5 絮凝剂
2.2 改良剂技术参数
2.2.1 泡沫剂技术参数
2.2.2 黏土矿物技术参数
2.2.3 分散剂、絮凝剂技术参数
2.3 渣土改良剂地层适应性
3 渣土改良评价指标及确定方法
3.1 塑流性评价
3.1.1 坍落度试验
3.1.2 黏稠指数评价
3.1.3 流动度试验
3.1.4 稠度试验
3.1.5 搅拌试验
3.2 渗透性评价
3.3 磨损性评价
3.4 黏附性评价
3.4.1 液塑限试验
3.4.2 滑动试验
3.4.3 搅拌黏附试验
3.4.4 拉拔试验
3.4.5 旋转剪切试验
3.5 抗剪强度评价
3.5.1 直剪试验
3.5.2 十字剪切试验
3.5.3 大型锥入度试验
3.5.4 三轴试验
3.6 压缩性评价
3.7 盾构掘进参数评价
4 改良黏性渣土力学行为
4.1 塑流性
4.2 液塑限
4.3 抗剪强度
4.4 黏附性
4.5 压缩性
5 改良非/低黏性渣土力学行为
5.1 塑流性
5.2 抗剪强度
5.3 渗透性
5.4 压缩性
5.5 磨损性
6 渣土改良下盾构掘进力学行为
6.1 渣土改良下盾构掘进力学效应
6.1.1 渣土改良对盾构掘进参数的影响
6.1.2 渣土改良对地层响应的影响
6.2 渣土改良下盾构掘进数值仿真
6.2.1 基于连续固体介质的FEM和FDM法
6.2.2 基于非连续介质的DEM法
6.2.3 基于连续流体介质的CFD法
7 结语
【参考文献】：
期刊论文
[1]土压盾构在富水粉砂地层中浓泥渣土改良技术研究[J]. 莫振泽,王梦恕,罗跟东,王辉,钱勇进. 隧道建设(中英文). 2018(12)
[2]盾构砂性渣土-泡沫混合物渗透性影响因素研究[J]. 王海波,王树英,胡钦鑫,刘朋飞. 隧道建设(中英文). 2018(05)
[3]土压平衡盾构在复合地层中渣土性质试验与改良技术研究[J]. 周庆国. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[4]渣土改良剂对黏土液塑限影响及机理分析[J]. 刘朋飞,王树英,阳军生,胡钦鑫. 哈尔滨工业大学学报. 2018(06)
[5]高水压高渗透砂性地层土压平衡盾构施工渣土改良技术研究[J]. 叶晨立. 隧道建设(中英文). 2018(02)
[6]富水砂卵石地层土压平衡盾构隧道碴土改良试验研究[J]. 胡长明,张延杰,谭博,穆世旭,梅源. 现代隧道技术. 2017(06)
[7]基于渣土改良的土压平衡盾构掘进参数特征研究[J]. 肖超,谭立新,夏一夫,吉回照,阳军生,黎永索. 铁道科学与工程学报. 2017(11)
[8]兰州富水砂卵石层土压平衡盾构渣土改良研究[J]. 张淑朝,贺少辉,朱自鹏,李承辉. 岩土力学. 2017(S2)
[9]使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究[J]. 郭付军,赵振威,张杰,杨兴亚,袁晓亮. 隧道建设. 2017(S1)
[10]土压平衡盾构穿越透水砾砂层渣土改良试验研究[J]. 申兴柱,高锋,王帆,王士民. 铁道标准设计. 2017(04)
博士论文
[1]盾构螺旋输送机承压输送机理研究及控制中的应用[D]. 孟庆琳.大连理工大学 2012
[2]土压平衡盾构用新型发泡剂的开发与泡沫改良土体研究[D]. 乔国刚.中国矿业大学（北京） 2009
硕士论文
[1]全风化花岗岩土压平衡盾构泡沫渣土改良技术试验研究[D]. 汪辉武.西南交通大学 2018
[2]泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验研究与应用[D]. 叶新宇.中南大学 2014
[3]新型泡沫对土压平衡盾构土体改良作用评价[D]. 刘大鹏.中国地质大学(北京) 2012
[4]土压平衡盾构密封舱土体与旋转刀盘的流固耦合分析[D]. 刘书亮.天津大学 2010
[5]土压平衡式盾构施工闭塞问题的发生机理及防治措施研究[D]. 张明晶.河海大学 2004
本文编号：3189376
【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：27 页
【文章目录】：
0 引言
1 常见渣土改良难题
2 渣土改良剂类型及技术参数
2.1 渣土改良剂类型
2.1.1 水
2.1.2 泡沫剂
2.1.3 分散剂
2.1.4 黏土矿物
2.1.5 絮凝剂
2.2 改良剂技术参数
2.2.1 泡沫剂技术参数
2.2.2 黏土矿物技术参数
2.2.3 分散剂、絮凝剂技术参数
2.3 渣土改良剂地层适应性
3 渣土改良评价指标及确定方法
3.1 塑流性评价
3.1.1 坍落度试验
3.1.2 黏稠指数评价
3.1.3 流动度试验
3.1.4 稠度试验
3.1.5 搅拌试验
3.2 渗透性评价
3.3 磨损性评价
3.4 黏附性评价
3.4.1 液塑限试验
3.4.2 滑动试验
3.4.3 搅拌黏附试验
3.4.4 拉拔试验
3.4.5 旋转剪切试验
3.5 抗剪强度评价
3.5.1 直剪试验
3.5.2 十字剪切试验
3.5.3 大型锥入度试验
3.5.4 三轴试验
3.6 压缩性评价
3.7 盾构掘进参数评价
4 改良黏性渣土力学行为
4.1 塑流性
4.2 液塑限
4.3 抗剪强度
4.4 黏附性
4.5 压缩性
5 改良非/低黏性渣土力学行为
5.1 塑流性
5.2 抗剪强度
5.3 渗透性
5.4 压缩性
5.5 磨损性
6 渣土改良下盾构掘进力学行为
6.1 渣土改良下盾构掘进力学效应
6.1.1 渣土改良对盾构掘进参数的影响
6.1.2 渣土改良对地层响应的影响
6.2 渣土改良下盾构掘进数值仿真
6.2.1 基于连续固体介质的FEM和FDM法
6.2.2 基于非连续介质的DEM法
6.2.3 基于连续流体介质的CFD法
7 结语
【参考文献】：
期刊论文
[1]土压盾构在富水粉砂地层中浓泥渣土改良技术研究[J]. 莫振泽,王梦恕,罗跟东,王辉,钱勇进. 隧道建设(中英文). 2018(12)
[2]盾构砂性渣土-泡沫混合物渗透性影响因素研究[J]. 王海波,王树英,胡钦鑫,刘朋飞. 隧道建设(中英文). 2018(05)
[3]土压平衡盾构在复合地层中渣土性质试验与改良技术研究[J]. 周庆国. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[4]渣土改良剂对黏土液塑限影响及机理分析[J]. 刘朋飞,王树英,阳军生,胡钦鑫. 哈尔滨工业大学学报. 2018(06)
[5]高水压高渗透砂性地层土压平衡盾构施工渣土改良技术研究[J]. 叶晨立. 隧道建设(中英文). 2018(02)
[6]富水砂卵石地层土压平衡盾构隧道碴土改良试验研究[J]. 胡长明,张延杰,谭博,穆世旭,梅源. 现代隧道技术. 2017(06)
[7]基于渣土改良的土压平衡盾构掘进参数特征研究[J]. 肖超,谭立新,夏一夫,吉回照,阳军生,黎永索. 铁道科学与工程学报. 2017(11)
[8]兰州富水砂卵石层土压平衡盾构渣土改良研究[J]. 张淑朝,贺少辉,朱自鹏,李承辉. 岩土力学. 2017(S2)
[9]使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究[J]. 郭付军,赵振威,张杰,杨兴亚,袁晓亮. 隧道建设. 2017(S1)
[10]土压平衡盾构穿越透水砾砂层渣土改良试验研究[J]. 申兴柱,高锋,王帆,王士民. 铁道标准设计. 2017(04)
博士论文
[1]盾构螺旋输送机承压输送机理研究及控制中的应用[D]. 孟庆琳.大连理工大学 2012
[2]土压平衡盾构用新型发泡剂的开发与泡沫改良土体研究[D]. 乔国刚.中国矿业大学（北京） 2009
硕士论文
[1]全风化花岗岩土压平衡盾构泡沫渣土改良技术试验研究[D]. 汪辉武.西南交通大学 2018
[2]泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验研究与应用[D]. 叶新宇.中南大学 2014
[3]新型泡沫对土压平衡盾构土体改良作用评价[D]. 刘大鹏.中国地质大学(北京) 2012
[4]土压平衡盾构密封舱土体与旋转刀盘的流固耦合分析[D]. 刘书亮.天津大学 2010
[5]土压平衡式盾构施工闭塞问题的发生机理及防治措施研究[D]. 张明晶.河海大学 2004
本文编号：3189376
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