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泥水盾构中泥浆劈裂地层的影响因素分析
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作者 孙雪 汪海 《水电能源科学》 北大核心 2017年第1期115-119,共5页
鉴于泥水盾构技术中泥浆压力的合理控制能有效防止泥浆劈裂现象的发生,通过自制的泥浆劈裂装置和常规三轴仪模拟了泥浆劈裂地层的过程,研究了泥浆粘度、泥浆密度和地层围压对泥浆劈裂压力的影响。结果表明,当泥浆粘度在25~35s之间时,劈... 鉴于泥水盾构技术中泥浆压力的合理控制能有效防止泥浆劈裂现象的发生,通过自制的泥浆劈裂装置和常规三轴仪模拟了泥浆劈裂地层的过程,研究了泥浆粘度、泥浆密度和地层围压对泥浆劈裂压力的影响。结果表明,当泥浆粘度在25~35s之间时,劈裂压力随粘度的增大呈近似线性增大,但超过该范围后,劈裂压力随粘度的继续增大而变化较小;当围压由50kPa增大至200kPa时,劈裂压力亦显著提高,但泥浆密度的影响则相对较小;通过与理论计算结果的对比,进一步验证了试验数据的可靠性,为泥浆压力的优化设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 盾构 泥浆劈裂 泥浆粘度 泥浆密度 围压
泥水盾构开挖面稳定性研究 被引量:2
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作者 袁大军 沈翔 +1 位作者 刘学彦 吴俊 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期24-37,共14页
针对不断推进越江海大断面隧道建设的现状,分析了盾构开挖面稳定性对盾构安全掘进的重要性,同时对泥水盾构开挖面稳定的研究方法、研究理论以及拟解决的主要问题等方面进行分析。通过综述国内外泥水盾构隧道开挖面稳定性的研究发展历程... 针对不断推进越江海大断面隧道建设的现状,分析了盾构开挖面稳定性对盾构安全掘进的重要性,同时对泥水盾构开挖面稳定的研究方法、研究理论以及拟解决的主要问题等方面进行分析。通过综述国内外泥水盾构隧道开挖面稳定性的研究发展历程及近期新的发展趋势,讨论了已有的泥水盾构开挖面失稳经典理论及模型试验的局限性,介绍了泥水劈裂失稳的判定标准和模型试验等相关研究,同时分析了泥膜及刀盘对开挖面稳定的作用,最后展望了水下隧道,特别是高水压越江海大直径泥水盾构开挖面稳定性问题未来的研究及发展方向。研究主要从经典理论、泥水劈裂和泥膜等方面讨论盾构开挖面稳定等问题,也涉及合理覆土厚度等工程问题。研究结果表明:由于泥水盾构本身的复杂性以及地层的多样性,使盾构与土相互作用下的开挖面稳定问题的研究更为困难;尚没有更具普遍意义的泥水动态成膜评价标准以及刀盘对开挖面的支护作用的研究成果,特别是高水压、复杂地层等条件下的开挖面稳定问题属交叉领域颇多,更需深入研究,方可为工程所用。 展开更多
关键词 盾构隧道 开挖面稳定 综述 泥水劈裂 泥膜 高水压
盾构隧道泥浆劈裂的室内试验研究 预览
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作者 张祥龙 李斌 陈振业 《城市轨道交通研究》 北大核心 2016年第11期64-67,72共5页
防止泥浆劈裂是保证泥水盾构开挖面稳定的关键问题之一。利用自制的模具来模拟现场盾构机在地层中掘进的情形,结合应变控制式三轴仪开展了室内泥浆劈裂试验。研究表明:当泥浆黏度在18~30 s范围内,泥浆劈裂压力值随着黏度值的增大而明... 防止泥浆劈裂是保证泥水盾构开挖面稳定的关键问题之一。利用自制的模具来模拟现场盾构机在地层中掘进的情形,结合应变控制式三轴仪开展了室内泥浆劈裂试验。研究表明:当泥浆黏度在18~30 s范围内,泥浆劈裂压力值随着黏度值的增大而明显增大;但当泥浆黏度超过30 s后,泥浆劈裂压力值随着黏度值的增大而变化较小;当泥浆黏度在25~30 s之间,森麟经验公式中的系数α取1.0左右。此外,增加围压也可以有效提高泥浆劈裂压力值。 展开更多
关键词 盾构 泥浆劈裂 泥浆黏度 围压
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盾构掘进过程中防止泥水劈裂的泥水压力设定 被引量:2
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作者 刘学彦 袁大军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期128-132,共5页
泥水盾构掘进过程中,泥水压力是其重要的掘进参数。特别是在过江越海隧道修建过程中,泥水压力设定不当易发生泥水劈裂、喷发到江底引发江水倒灌等工程事故,如Heinenoord第二隧道。为防止泥水劈裂的发生,结合已有研究成果给出了地层劈裂... 泥水盾构掘进过程中,泥水压力是其重要的掘进参数。特别是在过江越海隧道修建过程中,泥水压力设定不当易发生泥水劈裂、喷发到江底引发江水倒灌等工程事故,如Heinenoord第二隧道。为防止泥水劈裂的发生,结合已有研究成果给出了地层劈裂抗力的估算方法、测定原理和现场测定方法。讨论了控制泥水压力、提高隧道上覆土层强度、增加隧道覆土厚度和提高泥水的黏性和比重等防止泥水劈裂的方法,并指出控制泥水压力具有实时、有效和经济的特点。在此基础上,结合工程施工中的一般条件和特殊条件,对泥水压力的设定范围进行了研究。研究结果表明:①一般掘进条件下,使用地层静止土压力作为泥水压力的设定上限是安全的,不会发生泥水劈裂地层现象。②在盾构穿越建筑物等超载条件下,由于局部超载的存在导致其泥水支护压力增加,此时可以运用地层劈裂抗力的余量,适当提高泥水容重和支护压力。③在特殊情况下,如盾构带压换刀等,需要提高泥水压力时,宜使用所提供的现场泥水劈裂仪对地层的劈裂抗力进行精确测定后设定泥水压力上限。 展开更多
关键词 地层劈裂抗力 现场泥水劈裂仪 掘进条件 泥水压力 设定范围
泥水盾构掘进过程中的泥水劈裂现象现场试验研究
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作者 Xue-yan LIU 《浙江大学学报:A卷英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第7期465-481,共17页
研究目的:本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点:1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过... 研究目的:本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点:1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的;2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型,该模型对现场试验结果有较好的预测;3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。研究方法:基于现场泥水劈裂试验,通过试验结果分析和理论分析,建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析,给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。重要结论:1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定;2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力;3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测;4.在劈裂伸展的过程中,具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展,但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中,泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此,防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。 展开更多
关键词 现场泥水劈裂试验 初始劈裂压力 劈裂伸展 劈裂伸展压力 泥水盾构隧道施工
现场泥水劈裂试验及应用研究 被引量:2
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作者 刘学彦 袁大军 郭小红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1901-1907,共7页
采用泥水平衡盾构进行过江越海隧道施工时,重要的技术难点就是特殊小覆土区间盾构掘进保证开挖面稳定以及防止泥水劈裂的发生。对于泥水劈裂现象的室内试验研究,有一定的基础资料。但是,由于尺寸和边界条件限制,使其研究成果不能直... 采用泥水平衡盾构进行过江越海隧道施工时,重要的技术难点就是特殊小覆土区间盾构掘进保证开挖面稳定以及防止泥水劈裂的发生。对于泥水劈裂现象的室内试验研究,有一定的基础资料。但是,由于尺寸和边界条件限制,使其研究成果不能直接应用到工程中去。在理论分析的基础上,研制了现场泥水劈裂仪,确定了劈裂试验的具体实施步骤和劈裂压力的断定方法。并在南京某在建过江隧道工程中进行了现场劈裂试验。(1)试验结果表明:由于劈裂过程为突变过程,采用总应力法时,地层劈裂模型能很好的预测地层劈裂压力,也更符合实际工况;由理论分析得出,掘进模式模型的地层劈裂压力更小,几乎与地层静止侧向土压力相当;增加泥水黏度能够增加地层劈裂压力,但增加量有限。(2)运用现场劈裂试验结果给出了防止泥水劈裂的泥水压力设定上限值,并运用盾构机在始发不远处进行了原位泥水劈裂试验,在一定程度上验证了预测模型的准确性。 展开更多
关键词 现场泥水劈裂仪 现场劈裂试验 地层劈裂模型 劈裂压力 总应力法
泥水劈裂试验伸展现象的力学分析 预览 被引量:9
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作者 刘学彦 袁大军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1434-1442,共9页
泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给... 泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给出防止泥水劈裂的泥水压力上限设定的计算方法。研究表明:泥水劈裂伸展的力学特性不仅与地层性能有关,而且与所选用的泥浆特性有关。实际工程中,在地层性能不易改变的条件下,增加泥水重度、提高泥水黏性有利于阻止劈裂进一步伸展。劈裂发生后出现的泥水压力降低现象将有利于阻止泥水劈裂进一步伸展。在劈裂发生后,不能因为泥水压力下降而急忙增加泥水压力,这样不但泥水压力不能增加,反而会导致泥水劈裂的迅速伸展,加快泥水喷发的发生。绝大多数情况下,在泥水劈裂伸展的过程中泥水和地层的组合抗劈裂能力会逐渐变小。因此,预防泥水盾构开挖过程中的泥水喷发问题,要从预防泥水劈裂入手,对泥水压力的上限进行控制。 展开更多
关键词 隧道工程 泥水劈裂伸展模型 参数分析 地层强度特性 泥水特性 泥水压力
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