泥水盾構(gòu)工程遇到高滲透性地層時,會發(fā)生泥漿大量流失的情況,從而使泥膜形成困難,進而導(dǎo)致開挖面失穩(wěn),而粗粒材料的添加可有效改善泥膜難以形成的情況。為探究粗粒材料的添加對泥膜形成的影響,選用密度小的蛭石作為粗粒材料,通過改變其粒徑和含量(體積分數(shù)),在自制的泥漿滲透試驗設(shè)備中開展泥漿滲透成膜試驗。以濾失量和成膜時間作為評價指標,分析粒徑與含量對成膜效果的影響,并提出合理的粗粒材料粒徑范圍。結(jié)果表明:1)地層平均孔徑■對粗粒材料的添加具有參考意義,控制粗粒材料粒徑在■/2～2■時有助于泥膜的形成,隨著粗粒材料粒徑的增大,成膜效果出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象;2)當粗粒材料含量在20%～40%時,含量越大,成膜效果越好,但隨著含量繼續(xù)增大,這種效應(yīng)會減弱;3)當粗粒材料含量在20%～60%時,粗粒材料粒徑的影響程度要大于含量,粒徑的增大會削弱含量帶來的增益效果;4)實際工程中建議主要考慮粗粒材料粒徑的選擇。 

【文章來源】：隧道建設(shè)(中英文). 2020年07期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

試驗裝置

采用12種泥漿進行試驗,粗粒材料的粒徑分為4種。其中,當加入粒徑為0.5mm的粗粒材料時,粗粒含量為20%、40%、60%的3種泥漿均無法形成泥膜,在第1級壓力下,泥漿液面加速下降,水分迅速濾失,泥漿噴失;短時間后,不再有濾液滲出,局部地層被擊穿,其滲透情況如圖2所示,濾失量如表3所示。加入0.75、1、2mm粒徑粗粒的泥漿均可以形成泥膜,為了僅對粒徑影響進行分析,控制粗粒添加量為60%左右。圖3示出了逐級加載濾失量與加壓時間的關(guān)系曲線。

由表3和圖3可以看出:當加入0.75～2mm的粗粒材料時,隨著粗粒材料粒徑的增大,濾失量逐漸增大,分別為53.9、120.2、240.3g;而加入60%的0.5mm粗粒材料時,泥漿濾失量為168g。綜合來看,在加入0.5～2mm粗粒材料時,濾失量隨著粗粒材料粒徑的增大有先減小后增大的趨勢,且在基礎(chǔ)泥漿中加入2mm的粗粒材料時,第2級壓力下泥漿大量濾失,隨后趨于穩(wěn)定,粗粒材料粒徑過大在一定程度上會帶來成膜的不穩(wěn)定性。2.1.1 粗粒材料粒徑對成膜時間的影響

【參考文獻】：
期刊論文
[1]加砂泥漿在砂性地層中的堵塞機制及成膜結(jié)構(gòu)分析[J]. 劉成,陸楊,劉磊,呂偉華.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(05)
[2]砂性地層中盾構(gòu)泥漿粗粒材料對成膜效果的影響[J]. 劉成,陸楊,呂偉華,劉磊.  中國公路學(xué)報. 2018(09)
[3]福州中粗砂地層泥水盾構(gòu)泥漿成膜特性試驗研究[J]. 葉偉濤,王靖禹,付龍龍,周順華,寧紀維.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(05)
[4]砂卵石地層泥水盾構(gòu)泥漿配制及滲透試驗研究[J]. 王振飛,張成平,張頂立.  鐵道工程學(xué)報. 2017(01)
[5]飽和砂土中泥漿滲透的變形-滲流-擴散耦合計算模型[J]. 吳迪,周順華,李堯臣.  力學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[6]泥漿在地層中的滲透特性試驗研究[J]. 閔凡路,魏代偉,姜騰,張春雷.  巖土力學(xué). 2014(10)
[7]砂土地層泥水盾構(gòu)泥膜形成時間及泥漿壓力轉(zhuǎn)化率的試驗研究[J]. 魏代偉,朱偉,閔凡路.  巖土力學(xué). 2014(02)
[8]砂基中泥漿盾構(gòu)法隧道施工開挖面穩(wěn)定性試驗研究[J]. 程展林,吳忠明,徐言勇.  長江科學(xué)院院報. 2001(05)



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