粗粒材料粒径及含量对高渗透性地层泥浆成膜效果的影响

发布时间：2020-12-23 20:49

　　泥水盾构工程遇到高渗透性地层时,会发生泥浆大量流失的情况,从而使泥膜形成困难,进而导致开挖面失稳,而粗粒材料的添加可有效改善泥膜难以形成的情况。为探究粗粒材料的添加对泥膜形成的影响,选用密度小的蛭石作为粗粒材料,通过改变其粒径和含量(体积分数),在自制的泥浆渗透试验设备中开展泥浆渗透成膜试验。以滤失量和成膜时间作为评价指标,分析粒径与含量对成膜效果的影响,并提出合理的粗粒材料粒径范围。结果表明:1)地层平均孔径■对粗粒材料的添加具有参考意义,控制粗粒材料粒径在■/2～2■时有助于泥膜的形成,随着粗粒材料粒径的增大,成膜效果出现先增大后减小的现象;2)当粗粒材料含量在20%～40%时,含量越大,成膜效果越好,但随着含量继续增大,这种效应会减弱;3)当粗粒材料含量在20%～60%时,粗粒材料粒径的影响程度要大于含量,粒径的增大会削弱含量带来的增益效果;4)实际工程中建议主要考虑粗粒材料粒径的选择。 

【文章来源】：隧道建设(中英文). 2020年07期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

试验装置

采用12种泥浆进行试验,粗粒材料的粒径分为4种。其中,当加入粒径为0.5mm的粗粒材料时,粗粒含量为20%、40%、60%的3种泥浆均无法形成泥膜,在第1级压力下,泥浆液面加速下降,水分迅速滤失,泥浆喷失;短时间后,不再有滤液渗出,局部地层被击穿,其渗透情况如图2所示,滤失量如表3所示。加入0.75、1、2mm粒径粗粒的泥浆均可以形成泥膜,为了仅对粒径影响进行分析,控制粗粒添加量为60%左右。图3示出了逐级加载滤失量与加压时间的关系曲线。

由表3和图3可以看出:当加入0.75～2mm的粗粒材料时,随着粗粒材料粒径的增大,滤失量逐渐增大,分别为53.9、120.2、240.3g;而加入60%的0.5mm粗粒材料时,泥浆滤失量为168g。综合来看,在加入0.5～2mm粗粒材料时,滤失量随着粗粒材料粒径的增大有先减小后增大的趋势,且在基础泥浆中加入2mm的粗粒材料时,第2级压力下泥浆大量滤失,随后趋于稳定,粗粒材料粒径过大在一定程度上会带来成膜的不稳定性。2.1.1 粗粒材料粒径对成膜时间的影响

【参考文献】：
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本文编号：2934338