盾构掘进泥水劈裂现象试验研究

摘要

大型跨江海盾构隧道小覆土条件下，盾构安全高质量掘进技术的核心是泥水平衡盾构能否保证开挖面稳定问题，即能否在江海底复杂条件下，在较大泥水压力下不使土层产生劈裂现象。泥水劈裂从物理现象上讲是水力劈裂问题，但目前关于粘土水力劈裂现象和泥水劈裂的研究较少。
　　本文将普通应变控制式三轴仪进行功能改造，并研制了一系列配套辅助工具，使改造后的仪器设备既可以进行试样参数测定也可以进行劈裂试验研究，对人工粘土制备的空心圆柱体试样进行试验研究。通过对围压、内孔压力以及土体强度的改变，研究中空试样的粘土水力劈裂破坏规律，结合理论进行对比分析，进而研究粘土产生劈裂破坏的机制;在此基础上，采用不同粘度液体对中空圆柱试样进行泥水劈裂试验研究，并通过改变围压、内孔压力以及试样尺寸等，研究粘土泥水劈裂破坏的影响。根据水力劈裂和泥水劈裂的数据分析，推出泥浆粘度对劈裂压力的影响因子表达式，由此得到的半经验公式可用于今后预测泥水劈裂的发生，进行有效的调节和控制泥水压力。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 越江跨海隧道盾构掘进特征分析

1．2 泥水劈裂概述

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究内容及思路

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究思路

2 试验仪器研制与试件材料选择

2．1 力学模型研究

2．2 试验仪器研制

2．3 试样制备

2．3．1 人工粘土材料选择

2．3．2 试样制备步骤

2．4 材料配比试验及试样基本力学参数测定

2．5 本章小结

3 粘土水力劈裂试验研究

3．1 引言

3．2 试验方案制定

3．2．1 试验目的

3．2．2 试验方案设计

3．2．3 试验步骤

3．3 试验结果及分析

3．3．1 软粘土水力劈裂现象

3．3．2 水力劈裂数据统计与分析

3．3．3 理论解析研究

3．4 基于圆孔扩张理论的水力劈裂理论

3．5 理论值与试验值的对比分析

3．6 本章小结

4 粘土泥水劈裂试验研究

4．1 泥水盾构泥浆性能

4．2 泥浆配置

4．3 泥水劈裂试验研究

4．3．1 方案制定

4．3．2 试验及结果分析

4．4 理论应用

4．5 本章小结

5 结论

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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