北京工业大学研究生开题报告论文开开题报告分析PPT课件

.,1,工学硕士学位论文开题报告,北京地铁九号线砂卵石地层特性及土压平衡盾构开挖添加剂优化配比试验研究开题报告人：姜厚停指导老师：张在明龚秋明,.,2,主要内容,一课题研究的意义二国内外研究现状三研究的主要内容四实验设计五研究进度及安排,.,3,一、课题研究的意义,通过加入添加剂（泡沫和泥浆）改善开挖面土体的塑流性；扩大土压平衡盾构工法适用的土层范围，并提高掘进效率，减小刀具磨损，延长盾构机的使用寿命；目前北京、成都、沈阳等地在使用土压平衡盾构施工的时候都遇到了砂卵石地层，迫切需要进行土体改良，本试验结果为以后北京地区乃至全国应用土压平衡式盾构工法开挖砂卵石地层提供技术支持。,.,4,国外土体改良试验的研究状况(1)里尔力学实验室StephaneQuebaud博士对注入添加剂的混合土体进行了试验研究：,二、国内外土体改良试验的研究状况,a、搅拌试验方便、直观地研究混合土体性质和模拟土压力舱内刀盘和搅拌翼板对渣土的搅拌过程。,.,5,b、渗透试验测得混合土体的渗透系数,c、坍落度试验测得混合土体的流塑性,渗透试验,.,6,(2)Degussa气泡公司的QiuLingFeng博士通过坍落度试验和小型搅拌机试验对混合土体进行了研究。,(3)学者RaffaeleVinai等通过坍落度试验和压力舱模型试验设备对改良土进行研究，其模型如下所示：,.,7,(4)牛津大学的SotirisPsomas硕士对粗砂和细砂进行了一系列的室内试验，对不同添加剂的改良土分别做了搅拌试验、压缩试验、直剪试验和渗透性试验，得到了下列的结果：1、在压缩试验中，泡沫混合砂表现出高压缩性，在此试验中得到，在土压力达到200Kpa时气泡仍然存在。2、在直剪试验中，泡沫混合砂表现出较小的剪切力，说明泡沫能大大减小砂的内摩擦角。,.,8,3、在渗透试验中，泡沫混合砂的渗透性数是饱和砂的十分之一左右。4、泡沫混合粗砂和泡沫混合细砂的性能相似，但是颗粒的大小仍然是决定土体性能的一个重要参数。,.,9,(5)多伦多大学的NikolKochmanova博士(2007)对土体改良做了一系列的室内试验，试验材料为EPK高岭土和ASTM20/30砂，采用坍落度试验对不同发泡剂和不同泡沫注入比的混合土体做了研究。,.,10,国内土体改良的研究状况,河海大学的朱伟教授和他的团队对土体改良做了些研究，发明设计了一套可以在室内进行发泡的试验装置，研究了气泡的性质，做了一系列室内试验。,(2)郭涛(2005)利用朱伟教授发明的发泡装置，通过坍落度试验对泡沫改良后砂的塑流性做了研究；,.,11,(3)林键(2006)同样采用朱伟教授发明的发泡装置产生的气泡，对砂土进行了改良，进行了搅拌试验、直剪试验和滑板试验，得到了混合砂土性质与土质参数的直接关系。,a、小型搅拌试验,.,12,b、直接剪切试验采用直剪仪，通过快剪试验研究泡沫对混合土抗剪强度参数的影响规律。,c、滑板试验测得气泡混合土与钢板之间的摩擦系数,.,13,（4）北京交通大学的宋克志博士研究了无水砂卵石地层在土压平衡盾构工法下的土体改良，利用泡沫技术对砂卵石地层进行了室内试验和现场应用。盾构穿越砂卵石底层如图所示：,（5）乐贵平等报道了采用加泥式土压平衡盾构掘进北京市清河污水隧洞工程的实例，指出成功施工的关键在于添加了性能适宜的泥浆，并做了坍落度试验确定最佳的泥浆配比。,.,14,三、本文研究的主要内容,(1)由于砂卵石地层的特殊性，使用合适的添加剂(泥浆和泡沫等)进行土体改良，并通过坍落度试验和搅拌试验评价混合土体的性能，得到砂卵石地层盾构施工中各种添加剂最佳注入量参数。(2)设计一套盾构机土舱模拟试验装置，通过监测混合土体在压力舱和螺旋输送机内压力的变化，研究混合土体的性质。,.,15,四、试验方案,1、坍落度试验1.1将砂卵石进行筛分试验，画出试样的颗粒级配。1.2做不同含水量的坍落度试验，试样的含水量分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%，比较试样坍落度随含水量增大的变化规律，得到能接近盾构施工要求最佳的含水量。,.,16,1.3本试验的发泡液为1%、2%、3%三种浓度，制成不同稳定性和发泡倍率的气泡，以考虑气泡稳定性和发泡倍率对试验结果的影响；1.4对于砂卵石地层，泥浆由膨润土制成，泥浆的密度D=1.41.5；1.5在试样中加入泡沫和泥浆，进行试验。,.,17,2、搅拌试验用小型搅拌机(5L)模拟刀盘和搅拌翼板对压力舱内渣土的搅拌过程，测得搅拌机所消耗的功率，从而推得搅拌机的搅拌扭矩；搅拌试验的试样和添加剂配比与坍落度试验的试样一样；此试验可以验证坍落度试验的结果，并与之做比较；试验仪器：小型砂浆搅拌机，电流表。,.,18,3、模型试验设计一套简易试验装置，在坍落度试验和搅拌试验的基础上，监测混合土体在压力舱和螺旋输送机内压力的变化。,.,19,试验结果分析,4.1分析混合土体在不同添加剂情况下的坍落度，并找到添加剂最佳注入量。做出坍落度随时间变化的曲线图，研究泡沫的作用时间。4.2做出不同添加剂与混合土体搅拌扭矩的曲线关系，分析得到添加剂最佳注入量。,.,20,4.3分析混合土体在压力舱和螺旋输送机内压力的变化，研究添加剂在压力舱和螺旋输送机内所起的作用。,.,21,五研究进度及安排,研究进度安排：2007年11月2008年1月文献前期阅读、试验设计、形成论文基本思路2