泡沫改良盾构砂土流变特性的研究

发布时间：2017-12-07 12:06

  本文关键词：泡沫改良盾构砂土流变特性的研究

  更多相关文章： 土压平衡盾构 泡沫剂 砂土改良 流变特性

【摘要】：土压平衡盾构施工过程中,常会遇到复杂的工程地质环境,比如砂土地层,由于其塑流性较差,容易导致压力舱闭塞、喷涌等技术难题。而在现有施工中,普遍是根据开挖土体的坍落度值,靠以往工程经验来判断开挖土体的流变性,此方法存在一定的局限性。为了保证施工能够顺利有效的进行,必须对砂土层进行改良,使其保持良好的“塑性流动状态”。本文以北京市某地铁砂土地层作为研究对象,并且选用Ⅰ、Ⅱ两类泡沫对流变性较差的砂土进一步改良,利用坍落度试验选取坍落度符合要求的改良砂土进行流变试验,测试在不同转速、不同围压值时砂土的抗扭矩值;并通过直剪试验,测定改良泡沫对砂土内摩擦角及粘聚力的变化影响;最后基于Bingham模型建立改良砂土的流变方程。主要研究内容及结论如下:(1)对八组塑流状态满足要求的改良砂土进行流变试验,在0.05MPa、0.10MPa、0.15MPa、0.20MPa四种压力状态下测量砂土的流变参数。总结了剪切应力、表观粘度、屈服应力和塑性粘度四个参数随配比、围压等级的变化规律。(2)确定围压状态下,分析改良砂土的屈服应力与塑性粘度变化范围:Ⅰ类泡沫改良砂土屈服应力为825.85Pa~5492.3Pa,塑性粘度为295.27Pa?s~1493.7Pa?s。Ⅱ类泡沫改良砂土屈服应力为930.84~5890.41Pa,塑性粘度为332.79Pa?s~1780.21Pa?s。(3)基于Bingham流体模型,引进围压系数,当τ时,建立了不同围压系数下改良砂土的流变方程。通过线性回归拟合,得出Ⅰ类泡沫改良砂土屈服应力系数a为1539.3Pa~2514.8Pa,塑性粘度系数为838.6 Pa?s~1354.1Pa?s;Ⅱ类泡沫改良砂土屈服应力系数a为1711.9Pa~2726.1Pa,塑性粘度系数为1048.6Pa?s~1852.3Pa?s。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43;TU441

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本文编号：1262313