基于渗透性试验的土压平衡盾构泡沫渣土改良研究

发布时间：2022-08-02 12:16

　　随着土压平衡盾构掘进技术不断精进,其应用范围已由传统的软土地层逐渐扩展至砂性地层、砂卵石地层等高渗透性地层。盾构在此类地层中掘进时,易出现喷涌现象,喷涌往往引起掘进中排土速度过快,导致掌子面失稳及地表沉降过大等问题。使用泡沫渣土改良技术可降低土体渗透性,从而尽可能避免上述问题发生。本文通过资料调研、理论分析、室内试验、国内外数据交叉比对等方式系统的研究了泡沫渣土改良对土体渗透性的影响方式,在规范化泡沫渣土改良方案及发泡系统方面进行了探索。研究成果可应用在包括砂卵石地层在内的各类地层中,为泡沫渣土改良方案制定提供理论依据和技术支撑。主要研究内容及研究成果如下:（1）比对总结了国内外土体渗透性仪器设计方案,提出了现有渗透性仪器的不足,设计了改进的渗透性仪器,改进仪器的试验步骤更加简便快捷。（2）提出盾构发泡系统效果优劣的三个主要影响因素:发泡液表面张力、发泡枪形态、发泡气压。使用表面张力及泡沫形态观测试验,研究了上述因素,初步分析了发泡液浓度对表面张力的影响,发泡枪类型及发泡气压对发泡效果的影响。（3）通过进行土体渗透性试验,明确了压差、发泡液浓度、土体基础含水率、泡沫注入率、气液比等因素... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 土体抗渗能力不足的危害及防治
        1.2.2 针对渗透性控制的渣土改良研究
    1.3 目前研究存在的问题
    1.4 研究内容和思路
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法及技术路线
第2章 发泡系统参数设计
    2.1 发泡原理
    2.2 表面张力影响
    2.3 发泡枪影响
        2.3.1 发泡系统及发泡枪简介
        2.3.2 泡沫观测系统
        2.3.3 本文所用发泡枪
        2.3.4 各发泡枪效果
    2.4 发泡气压影响
    2.5 本章小结
第3章 泡沫改良渣土渗透性基础研究
    3.1 既有改良渣土渗透仪器
    3.2 改良渣土渗透试验设计
        3.2.1 试验设备
        3.2.2 试验分组
        3.2.3 试验步骤及观测参数
    3.3 改良渣土渗透试验结果
        3.3.1 压差的影响
        3.3.2 泡沫注入率的影响
        3.3.3 发泡液浓度的影响
        3.3.4 土体基础含水率的影响
        3.3.5 气液比的影响
        3.3.6 典型渗流后土体形态
    3.4 本章小结
第4章 泡沫渣土改良经验公式推导与修正
    4.1 现有系统性泡沫渣土改良体系
        4.1.1 颗粒级配经验公式体系
        4.1.2 颗粒级配曲线体系
        4.1.3 堵塞图表体系
        4.1.4 各体系初步评价
    4.2 基于颗粒级配的渣土改良经验公式推导
        4.2.1 试验土体
        4.2.2 颗粒级配对渣土改良效果的影响
        4.2.3 基于颗粒级配的渣土改良经验公式修正
    4.3 基于颗粒性质的渣土改良经验公式修正
        4.3.1 试验土体
        4.3.2 颗粒性质对渣土改良效果的影响
        4.3.3 土体性质校正参数探索
    4.4 试验结果验证
        4.4.1 泡沫注入率经验公式最终形式
        4.4.2 泡沫注入率经验公式精度验证
    4.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3668506