土压平衡盾构中改良剂对砂土渗透性影响研究

发布时间：2021-04-28 08:44

　　土压平衡盾构法因具有施工速度快、劳动强度低、对环境影响小、施工经济等优点,被广泛应用于城市地铁隧道施工中。盾构机在富水砂层、砂卵石地层中掘进时,由于砂土、砂卵石土粘聚力较低,内摩擦角较大,流塑性差,渗透系数大,土仓压力平衡难以建立,且在富水条件下在掘进过程中极易发生掌子面失稳发生坍塌、“喷涌”,因此需要通过渣土改良对渣土渗透性进行调整,增加渣土抗渗性和流塑性。本文通以西安地铁十四号线学府路^辛王路区间工程为依托,过资料整理、室内试验、数值模拟等方式,对土压平衡盾构中改良剂对砂土渗透性的影响进行了研究,为现场施工提供参考。主要成果如下:（1）对泡沫、膨润土泥浆微观机理及改良剂改良砂土的作用机理进行分析整理,为后续实验及数值模拟提供了理论指导。（2）考虑通过增加改良剂粘度达到增加砂土粘聚力、抗渗性和流塑性的目的,采用羧甲基纤维素钠、纯碱、烧碱等添加剂对泡沫及膨润土泥浆进行优化实验,得出改良剂在一定条件下的最优添加比例,提高改良剂性能。结果显示羧甲基纤维素钠可明显增加泡沫的半衰期,而烧碱、纯碱及羧甲基纤维素钠在合适比例下可增加膨润土泥浆粘度并缩短膨化时间。（3）采用优化后... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 渣土改良材料及室内试验国内外研究现状
        1.2.2 改良剂对砂土渗透性影响国内外研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 盾构土体改良基本理论研究
    2.1 砂土渗透性影响因素
    2.2 砂土改良微观机理研究
        2.2.1 土压平衡盾构土体“流塑性”理论分析
        2.2.2 泡沫改良剂微观机理
        2.2.3 膨润土改良剂微观机理
    2.3 砂土地层改良剂适用性分析
        2.3.1 砂土地层特性分析
        2.3.2 砂土地层改良剂适用性分析
    2.4 工程概况
        2.4.1 工程地质概况
        2.4.2 水文地质概况
        2.4.3 盾构穿越砂层风险及应对措施
3 砂土改良室内试验
    3.1 渣土改良渗透试验设计
        3.1.1 实验内容及步骤
        3.1.2 砂土物理特性分析
        3.1.3 实验材料
    3.2改良剂优化实验
        3.2.1 膨润土泥浆优化试验
        3.2.2 泡沫剂优化试验
    3.3 砂土改良渗透试验
        3.3.1 泡沫改良渗透试验
        3.3.2 膨润土泥浆改良渗透试验
        3.3.3 混合改良渗透试验
    3.4 改良砂土渗透性影响因素
        3.4.1 试验方案设计
        3.4.2 试验数据及分析
        3.4.3 试验结论
    3.5 本章小结
4 土压平衡盾构砂土改良渗流模拟分析
    4.1 基本概况
        4.1.1 FLAC3D软件简介
        4.1.2 模拟工况
    4.2 数值模型建立
        4.2.1 模型尺寸
        4.2.2 模型参数
        4.2.3 边界条件
        4.2.4 模型分析过程
    4.3 计算结果分析
        4.3.1 理论计算值
        4.3.2 渣土未改良时水压分布情况
        4.3.3 渣土改良后水压分布情况
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]砂卵石地层土压平衡盾构施工渣土改良试验[J]. 张润来,宫全美,周顺华,钟毅.  同济大学学报(自然科学版). 2019(05)
[2]考虑渣土特征的盾构施工力学动态耦合仿真研究[J]. 肖超,谭立新,陈仁朋,钟志全,阳军生.  岩土工程学报. 2019(06)
[3]土压平衡盾构高黏土矿物渣土改良技术[J]. 韩月旺.  建筑机械化. 2018(08)
[4]不同含石量条件下砂卵石土特性试验研究[J]. 董金玉,郑珠光,周建军,李严威,王闯,杨继红.  湖南大学学报(自然科学版). 2018(S1)
[5]砂卵石地层中土压平衡盾构的渣土改良技术分析[J]. 邓江云,陈勇,杨武,魏方东,刘民海.  市政技术. 2018(04)
[6]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)
[7]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)
[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]砂土渗透系数影响因素试验研究[J]. 刘勇,赵燕容.  江苏建筑. 2017(05)
[10]砂性地层土压平衡盾构渣土改良试验研究[J]. 刘彤,陈立生,姚青.  隧道建设. 2017(08)

博士论文
[1]基于离散元法的改性砂卵石土体的流变性能研究[D]. 张檑.中国地质大学(北京) 2014

硕士论文
[1]盾构渣土改良用膨润土泥浆试验分析[D]. 于有强.沈阳工业大学 2019
[2]基于渗透性试验的土压平衡盾构泡沫渣土改良研究[D]. 陈中天.西南交通大学 2019
[3]泡沫改良砂卵石土的试验研究[D]. 王闯.华北水利水电大学 2017
[4]城市轨道交通行业融资问题研究[D]. 礼诗桐.东北财经大学 2016
[5]砂卵石地层高水压条件下土压平衡盾构防喷涌研究[D]. 朱自鹏.北京交通大学 2016
[6]盾构施工砂卵石地层特性及改良试验研究[D]. 郑珠光.华北水利水电大学 2016
[7]土压平衡式盾构穿越含砂土层渣土改良试验研究[D]. 张文萃.西安建筑科技大学 2013



本文编号：3165178