盾构渣土改良用膨润土泥浆试验分析

发布时间：2022-07-16 14:45

　　地铁盾构法施工,在穿越不同的地质条件时,常出现刀盘结饼、刀盘磨损严重、螺旋输土机喷涌等一系列问题,因此渣土改良是盾构施工中最为关键的一环。盾构渣土改良剂常用膨润土泥浆,膨润土泥浆的用法用量,目前没有统一的规范要求,随意性大,有待做进一步系统性规范研究。本文以沈阳市地铁10号线部分工程为背景,通过膨润土泥浆试验、渣土改良试验,研究了泥浆主要性能指标间相关关系,得到了泥浆改良渣土的合理性能指标。基于渣土改良试验合理的泥浆性能指标,配制了一种新型钙基膨润土泥浆。然后通过对膨润土泥浆对隧道盾构施工力学行为影响的数值模拟分析,研究了泥浆对隧道周围土体沉降和管片应力的影响。取得以下研究成果:（1）配制了三种钠基膨润土泥浆,每种泥浆有7种配比共21组泥浆。以泥浆粘度、泥浆比重、泥浆滤矢量、稠度系数、胶体率、酸碱度为研究指标。分析不同钠基膨润土泥浆性能之间存在的相关性,根据试验数据拟合得出了主要指标间相关关系。（2）基于三种钠基膨润土泥浆,对粘性土、粗砂土、砂卵石土进行渣土改良,测得了改良后渣土的流动性、粘附性、渗透性、摩擦性,得出了合理的钠基膨润土泥浆配比及泥浆指标。（3）结合不同渣土所需钠基膨润土... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 渣土改良国内外研究动态
        1.2.1 渣土改良剂分类
        1.2.2 渣土改良剂研究
        1.2.3 渣土改良效果评价体系
    1.3 盾构法施工目前存在的问题
        1.3.1 盾构机推进过程中存在的问题
        1.3.2 改良剂用法用量问题
    1.4 本文研究的意义与内容
        1.4.1 本文研究意义
        1.4.2 本文研究技术路线
第2章 钠基膨润土泥浆性能分析
    2.1 钠基膨润土概述
    2.2 钠基膨润土泥浆的作用
        2.2.1 稳定开挖面
        2.2.2 土仓内渣土的输送
    2.3 泥浆的指标
        2.3.1 滤失量
        2.3.2 粘度指标
        2.3.3 比重
        2.3.4 酸碱度
        2.3.5 胶体悬浮率
    2.4 泥浆配制及测量数据分析
        2.4.1 泥浆的选择及配制
        2.4.2 试验结果及分析
    2.5 泥浆性能指标相关性分析
    2.6 本章小结
第3章 钠基膨润土泥浆渣土改良效果分析
    3.1 渣土改良评价体系研究
    3.2 试验方案设计
        3.2.1 坍落度试验
        3.2.2 直剪试验
        3.2.3 渗透性试验
        3.2.4 摩擦系数试验
    3.3 粘性土渣土改良分析
        3.3.1 坍落度试验及粘附情况分析
    3.4 粗砂土渣土改良分析
        3.4.1 坍落度试验及分析
        3.4.2 剪切试验及分析
        3.4.3 渗透试验及分析
    3.5 砂卵石土渣土改良分析
        3.5.1 坍落度试验及分析
        3.5.2 滑动摩擦系数试验及分析
    3.6 本章小结
第4章 新型钙基膨润土泥浆配比分析
    4.1 钙基膨润土泥浆研究意义
    4.2 常用的泥浆改良剂
        4.2.1 烧碱
        4.2.2 小苏打
        4.2.3 羧甲基纤维素
        4.2.4 黄原胶
        4.2.5 瓜尔胶
    4.3 试验设计及泥浆配制方法
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 泥浆的制备
        4.3.3 泥浆的增稠机理
    4.4 正交试验结果与分析
    4.5 新型钙基膨润土合理配比
    4.6 本章小结
第5章 两种工况隧道的位移及应力对比分析
    5.1 工程背景
        5.1.1 工程概况
        5.1.2 工程及水文地质
        5.1.3 腐蚀性评价
    5.2 模型及参数的设定
        5.2.1 基本假定条件
        5.2.2 岩土及结构材料参数
        5.2.3 模型的确定
        5.2.4 网格划分
        5.2.5 荷载与边界条件
        5.2.6 施工阶段管理
    5.3 数值模拟结果及分析
        5.3.1 竖向位移数值模拟结果及对比分析
        5.3.2 横向位移数值模拟结果及对比分析
        5.3.3 最大主应力数值模拟结果及对比分析
        5.3.4 最小主应力数值模拟结果及对比分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]淤泥质软土地层盾构施工技术——以福州地铁6号线航城站—郑和站为例[J]. 陆云.  河南建材. 2019(02)
[2]不同围岩地质条件下盾构掘进效能评价方法[J]. 王利明,杨振兴,周建军,陈帅,吕乾乾.  地下空间与工程学报. 2019(01)
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[7]基于Midas/GTS对朝叶隧道施工方法研究[J]. 郑熙龙,任任.  低温建筑技术. 2018(04)
[8]地铁盾构施工引起的地表沉降分析[J]. 沈友文.  中国高新科技. 2018(08)
[9]膨润土泥浆试验分析[J]. 师连波.  中国非金属矿工业导刊. 2017(04)
[10]地连墙用聚合物-膨润土复合泥浆泥膜质量研究[J]. 陈钱宝,陈雷,梅晓君.  胶体与聚合物. 2017(03)

硕士论文
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[2]钢板桩围堰施工优化设计研究[D]. 胡梦妮.武汉工程大学 2015
[3]强渗透地层泥水盾构绿色泥浆配制及其适应性研究[D]. 王廷.北京交通大学 2015
[4]砂卵石地层泥水盾构泥浆材料选择及配比优化分析[D]. 蒋龙.北京交通大学 2014
[5]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
[6]新型土压平衡盾构用泥浆研究[D]. 赵东杰.中国地质大学(北京) 2012
[7]土压平衡式盾构施工闭塞问题的发生机理及防治措施研究[D]. 张明晶.河海大学 2004
[8]深基坑土钉支护的数值模拟及稳定性分析[D]. 司凤雄.大连理工大学 2003



本文编号：3662708