盾构用泥浆改良砂土室内实验研究

发布时间：2023-02-25 16:48

　　近年来,土压平衡盾构因施工速度快、对环境影响小等优点,被广泛应用于城市地铁隧道施工中。土压平衡盾构施工过程的关键是在压力舱内将刀盘开挖下来的土体调整为“塑性流动状态”。然而,砂性地层渗透系数高、摩擦力大、流动性差,很难形成“塑性流动状态”,所以通常使用膨润土泥浆进行改良。在现场盾构施工过程中,膨润土泥浆功能单一,膨化池占用面积大、膨化耗时长,常出现膨化时间不够而导致其粘度不达标,进而影响盾构掘进效率,给工程造成了极大的浪费和工程安全隐患。为改良目前泥浆在盾构应用中存在的缺陷,本文利用理论分析和室内实验的手段,针对砂性地层的特点,优选出最佳的泥浆配比方案和砂土改良方案,确定其在现场的实用性。论文主要研究成果如下:(1)了解膨润土结构和膨润土泥浆改良砂土的微观机理,为选择合适的膨润土泥浆添加剂提供理论依据。(2)考虑盾构土体塑流性的特点,在钠基膨润土泥浆中加入烧碱、纯碱和羧甲基纤维素钠等添加剂,通过一系列物理和化学实验对泥浆参数进行了分析,确定了对泥浆具有最佳改良性能的添加剂及其加入量,得出了不同添加剂条件下最佳的泥浆配制方案,从而达到了减少膨润土用量,缩短膨化时间的效果。在此基础上,采用...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 土压平衡盾构的发展历史和工作原理
        1.1.1 土压平衡盾构的发展历史
        1.1.2 土压平衡盾构的工作原理
    1.2 土体改良剂概述
    1.3 土体改良室内实验的研究现状
    1.4 本文研究的目的和意义
    1.5 本文研究的主要内容和技术路线
第二章 砂土改良的基本理论研究
    2.1 土体的“塑性流动状态”理论分析
    2.2 砂土地层特性分析及与改良剂的适用性分析
        2.2.1 砂土地层特性分析
        2.2.2 砂土地层与改良剂的适用性分析
    2.3 膨润土泥浆改良砂土的微观机理研究
第三章 盾构用膨润土泥浆的性能研究
    3.1 实验的主要材料选择
        3.1.1 钠基膨润土
        3.1.2 添加剂
    3.2 不同添加剂对膨润土泥浆粘度的影响
        3.2.1 研究参数
        3.2.2 不同膨化时间的影响
        3.2.3 不同添加剂含量的影响
        3.2.4 不同pH条件的影响
    3.3 不同添加剂对膨润土泥浆化学成分的影响
        3.3.1 研究方法
        3.3.2 结果对比
    3.4 不同添加剂下膨润土泥浆性能对比
    3.5 本章小结
第四章 盾构用膨润土泥浆改良砂土的直剪实验研究
    4.1 实验方案设计
    4.2 细砂直剪实验研究
        4.2.1 膨润土泥浆改良细砂
        4.2.2 膨润土泥浆+CMC改良细砂
        4.2.3 膨润土泥浆+混合添加剂改良细砂
        4.2.4 不同的细砂改良方案对比
    4.3 粗砂直剪实验研究
        4.3.1 膨润土泥浆改良粗砂
        4.3.2 膨润土泥浆+CMC改良粗砂
        4.3.3 膨润土泥浆+混合添加剂改良粗砂
        4.3.4 不同的粗砂改良方案对比
    4.4 细砂与粗砂的直剪实验结果对比
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3748823