【硕士】土压平衡盾构掘进中泡沫改良砂土的实验研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：北京工业大学　　学位年度： 2009年　　土压平衡盾构在隧道施工中，特别地铁区间隧道施工中已经得到广泛应用。土压平衡盾构机具有开挖速度快、劳动强度低、环境影响小及施工经济的优点。土压平衡盾构主要适用于粘性土地层开挖，其在砂土地层的掘进过程中会通常会遇到土压平衡难以形成、螺旋输土器无法正常排土、刀盘扭矩过大及刀具磨损过快等一些问题。目前最有效的解决方法是使用泡沫等添加剂对土体进行改良，但是泡沫的使用尚存在一定的盲目性。　　针对目前泡沫使用的盲目性，本文进行了以下研究工作：　　（1）针对土压平衡式盾构，因土性不良造成的各种施工难题，提出了适合土压平衡式盾构施工压力舱土体的理想状态一“塑性流动状态"，并对这一状态的各项指标进行了分析。　　(2)通过自制的实验室发泡装置生产泡沫，并对泡沫的性能指标—半衰期和发泡倍率进行测量，最后通过对数据的整理得到发泡剂溶液浓度与泡沫性能的关系。　　(3)对沈阳地铁施工现场正在使用的两种泡沫的半衰期和发泡倍率进行测量，经过试验结果进行对比，找出性能更优良的泡沫，为施工提供帮助。　　(4)针对北京、沈阳两地区砂土地层的特点，使用泡沫进行土体改良试验，通过坍落度试验检测改良效果。最终得到两种砂土在不同含水率下泡沫优化掺入比的范围。　　(5)根据泡沫改良砂土优化掺入比试验的结果，结合沈阳地铁一号线铁西广场至云峰北街区间土压平衡盾构实际工程资料，验证了泡沫改良砂土在实际施工中的效果。　　

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