砂卵石地层泥水盾构泥浆材料选择及配比优化分析

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1、岁参未交万方数据硕士学位论文砂卵石地层泥水盾构泥浆材料选择及配比优化分析MudMaterialsSelectioninSlurryShieldAndRatioOptimizationAnalysisUsedforSandyCobbleGround作者：蒋龙导师：张顶立北京交通大学2014年6月万方数据中图分类号：U45UDC：624学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文砂卵石地层泥水盾构泥浆材料选择及配比优化分析MudMaterialsSelectioninSlurryShieldAndRatioOptimizationAnalysisUsedforSandy

2、CobbleGround作者姓名：蒋龙导师姓名：张项立学位类别：工学学科专业：桥梁与隧道工程学号：10121318职称：教授学位级别：硕士研究方向：隧道及地下工程北京交通大学2014年6月万方数据lIIIIllllllllllllllllIIIIlllllIrllJY2734051学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在

3、解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：签字目期：阳争年导师签签字日期矽f尹年7月砂日万方数据致谢本论文是在我尊敬的导师、隧道与地下工程著名专家张项立教授的悉心指导下完成的，恩师渊博的知识、开阔而敏捷的思路、严谨的治学态度和科学的工作方法令人佩服，让学生受益匪浅。在攻读硕士学位期间，恩师对我耐心的指导和精心的培养，我将铭记于心，终生难忘。值此论文完成之际，谨向恩师致以衷心的感谢和崇高的敬意，祝愿您身体健康!感谢张成平副教授，本文工作的每一个环节都凝结着张老师的心血和智慧，从论文的选题、全文思路的形成到试验研究工作等，都得到了张老师的精心指导，在此表示衷心的谢意。在校学习和撰写

4、论文期间，感谢陈铁林教授、袁大军教授、骆建军副教授、李兴高副教授、房倩副教授以及苏洁老师和侯艳娟老师等课题组的各位老师，感谢他们在我学习和论文撰写以及生活中给予的关心、指导与帮助。在论文的试验研究工作以及成稿过程中，感谢王剑晨师兄、宋浩然师兄、李倩倩师姐、韩凯航师兄等给予我的帮助和指导；我的同窗好友文明、娄海成、何卫、赵江涛、秦世朋以及师妹李新宇、师弟曹利强等在试验研究方面提供的支持，在此一并表示深深的谢意。衷心感谢我年迈的父母，他们辛勤劳作，全力支持我完成学业，他们的理解与支持是我前进的动力，对他们一直以来默默地对我的关爱、理解和支持表示深深的感谢，祝愿他们健康快乐!感谢在

5、我求学过程中所有给予我帮助的师长、亲人与朋友们，谢谢您们!感谢各位答辩老师在百忙之中抽出时间对我的论文进行评阅及指正。最后，感谢我的母校北京交通大学对我的培养和教育。蒋龙2014年6月于交大嘉园万方数据中文摘要开挖面失稳破坏是泥水盾构施工主要的灾害之一。在砂卵石地层中进行泥水盾构掘进，由于地层渗透系数大、自稳能力差，会极大地提高开挖面失稳破坏的概率。确保开挖面稳定是泥水盾构中泥浆的两大主要功能之一，而泥浆稳定开挖面这一功能的实现取决于所用泥浆的类型、特性以及组成配比是否合理。为此本文采用理论分析、室内试验等研究手段，对砂卵石地层泥水盾构开挖面稳定机理、泥浆类型、泥浆材料特性、

6、泥浆配比优化、泥浆与地层的适应能力以及泥浆特性对开挖面稳定性的影响等进行系统、深入的研究，取得以下研究成果：(1)将理论分析与室内试验相结合，初步划分了砂卵石地层泥水盾构的泥浆类型。对粘土聚合物泥浆、膨润土聚合物泥浆以及混合固相聚合物泥浆进行砂土悬浮能力试验，根据试验结果和对砂卵石地层的工程特性分析，确定了适合于砂卵石地层的泥水盾构泥浆类型为混合固相聚合物泥浆。(2)基于泥浆材料特性试验，确定了砂卵石地层泥水盾构泥浆的固相颗粒材料(粘土与膨润土)的基本配比区间为4：5。3：2。(3)采用试验方法分析制浆添加剂对泥浆特性的影响，得出了常用的六种制浆添加剂在不同含量条件下对泥浆主

7、要特性的影响能力；对常见商品制浆添加剂进行优化改造，总结提出了8种具有良好制浆特性的改良型制浆剂；将理论分析与工程实例相结合，初步确定适合于砂卵石地层的泥浆特性指标参考值；以砂卵石地层泥浆特性指标参考值为依据，根据泥浆材料特性试验结论，优选出12组适合于砂卵石地层的泥水盾构泥浆配比。(4)对不同特性的泥浆开展渗透试验，研究了泥浆的三大主要特性(泥浆粘度、泥浆比重和泥浆滤失量)对其渗透性能的影响。(5)与工程实践相结合，分析提出了泥浆与地层适应性评价指标；进行室内试验，对比分析了北京地区砂卵石地层泥水盾构