盾构泡沫改良砂性渣土渗透性及其受流塑性和水压力影响特征研究

来源：中国血液净化杂志2020年第2期北京时间：

作者：王树英, 胡钦鑫, 王海波, 黄硕, 叶飞, 刘朋飞

单位：1. 中南大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410075;2. 中南大学 重载铁路工程结构教育部重点实验室, 湖南 长沙 410075;3. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["Open-ended Fund for Innovation Platform of Colleges and Universities in Hunan Province (63221)

摘要：为了保证富水砂性地层土压平衡盾构安全掘进，渣土不仅需有良好的流塑性，还需具备较强抗渗性以避免喷涌发生。结合坍落度试验和渗流试验，研究泡沫改良砂性渣土渗流特征及其受流塑性和水压力的影响规律。根据渣土流塑性、析水或析泡沫状态，将改良渣土分为欠改良、流塑性合适、流动性合适但析水、流动性过大（可能析泡沫）和流动性过大且析水等5种状态。通过长时间渗流试验表明，泡沫改良渣土一般经历初始渗流稳定期、快速发展期和缓慢发展期等3个时期。泡沫注入比增大会使渣土抗渗性增强，含水率适当增大也会增强抗渗性，但含水率过大反而会减弱抗渗性。欠改良的渣土初期渗透系数均大于工程要求值10^-5 m·s^-1，且没有初始渗流稳定期；流塑性合适和流动性过大（可能析泡沫）的渣土初期渗透系数小于10^-5 m·s^-1，且初始渗流稳定期长；渣土析水量较小（包括流动性合适但析水和部分流动性过大且析水）的渣土渗流特征与流塑性合适的渣土类似，但析水量较大的渣土初期渗透系数均大于工程要求值且无渗流稳定期。最后，通过变化渣土渗流试验水压力发现，随着水压力增大，渣土改良后初期渗透系数降低和渗流稳定期缩短，改良参数的合适范围随着水压力的增大而缩小；当水压力大于一定值后，泡沫改良砂性渣土渗透性不能满足工程要求。

关键词：隧道工程,泡沫改良砂土,渗透试验,渗流特性,土压平衡盾构,渣土改良,水压力

基金资助：湖南省高校创新平台开放基金项目（63221）