高浓度膨润土泥浆在大口径越江顶管工程中的应用

传统的膨润土泥浆在大口径、长距离、粉砂地质条件顶管工程中具有一定的局限性,具体表现为:大口径顶管顶部泥浆缺失,复顶后顶力激增以及下坡顶进时泥浆积聚在机头底部。介绍在传统的膨润土泥浆基础上,增设一种高浓度膨润土泥浆来解决上述问题,经实际工程应用取得了良好的效果。详细介绍了高浓度膨润土泥浆的配比以及特性。随后,阐述了其在工程中的应用价值,最后讨论了该泥浆自身缺陷。     

天然矿物膨润土乳化沥青研究与应用

由于越来越严重的大气污染以及人类越来越强的环保意识,非金属矿物逐步应用于工程建设。天然矿物膨润土乳化沥青已被广泛利用。阐述膨润土乳化沥青的特性,介绍几种与膨润土乳化沥青复配制成的防腐防水材料的研制、特性及应用。     

黄土盾构隧道膨润土泥浆渣土改良技术研究

为了解决黄土地层中土压平衡盾构施工地铁区间隧道时出现的出土困难、土仓压力难以建立以及刀具温度过高等问题,采用膨润土、泡沫对渣土进行改良才能保证盾构掘进效果。采用正交试验法进行了膨润土泥浆优化试验与泡沫优化试验。通过膨润土泥浆优化试验找到了适合黄土地层的膨润土改良剂及膨润土泥浆的最优体积分数。通过泡沫优化试验找到了泡沫性能与发泡剂溶液最佳体积分数的关系,本文研究成果在实际工程中得到了成功应用,以期为类似工程提供借鉴与参考。     

膨润土-LDHs复合改性沥青老化性能研究

将不同掺量比的膨润土、LDHs加入到基质沥青中进行熔融共混,制备了膨润土-LDHs复合改性沥青。研究了膨润土和LDHs掺量比对沥青物理性能、短期热氧老化和紫外老化性能的影响。结果表明,膨润土-LDHs的添加提高了沥青的高温性能,膨润土和LDHs分别在抑制沥青在短期热氧老化和紫外老化过程中表现出显著的作用,当膨润土和LDHs的掺比为1∶1时,膨润土-LDHs复合改性剂可使得沥青同时具备优良的耐短期热氧老化和紫外老化性能。     

膨润土对水泥浆溶液的影响

分析了膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响。结果表明,膨润土较好地改善了水泥浆的粘度、析水率、分散性、保水性等工作性能,从而有利于提高灌浆效果。但同时随着膨润土掺量的增加,也会在一定程度上降低浆液的强度,因此在配制浆液时要综合考虑膨润土对浆液的影响,根据实际工程选取合理的配比。     

富水砂层土压平衡盾构渣土改良试验研究

富水砂层由于其高渗透性、高含水率及高摩擦角等特性，在盾构开挖时常面临喷涌、刀具磨损严重及掌子面压力不均等难题。依托南昌地铁4号线七里站至民园路西站高渗透富水砂层区间隧道工程，为确定最优膨润土泥浆改良参数，通过室内试验测试膨润土泥浆性能及渣土改良，确定合理膨润土泥浆黏度和盾构膨润土泥浆性能参数及高承压水砂层改良方案。研究结果表明：采用膨润土泥浆配比为1∶8，对应黏度约为22 mPa·s，改良效果较好；砂土中含水量可促进膨润土泥浆改善渣土流动性；对上述膨润土泥浆配比，当膨润土泥浆注入率为10%、聚合物注入比为1%时，改良后的渣土具有很好的流塑性和较低的渗透性。现场渣土改良结果也表明，采用上述渣土改良方案，可以有效降低刀盘扭矩和盾构机总推力、提高盾构掘进速度。     

有机膨润土对水泥固化淤泥路用性能影响研究

为研究有机膨润土对水泥固化淤泥填筑道路路用性能的影响,选取不同掺量有机膨润土(DK)对3个地区淤泥进行水泥固化处理,通过劈裂试验、抗冲刷试验、冻融试验和干缩试验分析了有机膨润土对水泥固化淤泥的间接抗拉性能、耐水性能、抗冻融性能和抗收缩性能的影响；通过与普通固化剂固化淤泥的相关性能进行对比,评价掺入有机膨润土的固化剂对水泥固化淤泥填筑道路路用性能的影响.结果表明:水泥固化淤泥的间接抗拉性能、耐水性能、抗冻融性能随有机膨润土掺量的增加而显著提高.与普通的固化剂相比,掺入有机膨润土的新型CDK固化剂能够更显著地提高淤泥填筑道路的路用性能.     

膨润土改性沥青混合料力学特性研究

为了探究膨润土对热拌沥青混合料(HMA)疲劳性能的影响,选用6种沥青重量百分比(0%、10%、15%、20%、25%和30%)为膨润土掺量,制备了膨润土改性沥青混合料,进而对不同膨润土掺量的沥青混合料开展了马歇尔稳定度、间接拉伸强度、回弹模量和四点弯曲疲劳试验。试验结果表明:膨润土的掺入使沥青混合料的疲劳寿命得到明显的提高,并根据试验结果拟合得到了膨润土改性沥青混合料的疲劳方程;此外,膨润土作为改性剂提升了沥青混合料的间接拉伸强度和回弹模量,改善了沥青混合料的抗变形能力;建议膨润土掺量控制为10%～15%。     

高压实膨润土膨胀渗透各向异性研究

采用自主设计的膨胀渗透各向异性试验系统，对平行压实方向与垂直压实方向的高庙子膨润土试样开展膨胀力试验与饱和渗透试验，研究初始干密度对两个方向的膨胀、渗透各向异性影响规律，并从膨润土的膨胀机理和压实效应分析膨胀力各向异性机理。结果表明：平行压实方向与垂直压实方向膨胀力均随干密度增加而呈指数增长；单向压实的膨润土试样膨胀力具有各向异性特征，膨胀力在垂直压实方向始终小于平行压实方向，膨胀力各向异性系数随干密度增加而降低，且当干密度超过1.5 g/cm³时，膨胀力各向异性系数降低明显；在垂直压实方向上膨润土渗透系数略高于平行压实方向，但两者差异不大，表明单向压实作用对膨润土渗透各向异性特征影响不明显。     

针刺法膨润土复合防水衬垫的结构与力学性能研究

为研究膨润土复合防水衬垫(GCL)的组成和结构对其力学性能的影响,观察膨润土表面形态结构以及对膨润土复合防水衬垫的拉伸强度和剥离强度进行试验研究。结果表明:膨润土遇水后表面结构发生改变,从而使其抗渗性能增强;复合防水衬垫的拉伸性能主要由编织土工布提供,拉伸强度为882.38N/10cm,剥离强度随剥离方向不同而异,剥离强度小于100N/10cm,拉伸强度要远大于剥离强度;水化前的膨润土对力学性能无影响;水化后的GCL纵向强度提高21.2%,横向强度提高11.8%,说明水化作用对力学性能有影响。     

膨润土-水泥-木屑混合物的抗渗性能试验研究

使用膨润土-水泥固结体作为垂直防渗墙材料,具有良好的经济效益。该文尝试在水泥-膨润土泥浆中掺杂适量的木屑,并对膨润土-水泥-木屑在不同配合比下进行渗透试验,探究该混合物的渗透系数大小和考虑龄期时的渗透性能。结果表明:水泥和膨润土之间的比例对渗透系数的影响是相互的;木屑掺量较少时,混合物渗透系数随着木屑的增加基本不变,只有当木屑的掺量达到一定量时,混合物渗透系数随着木屑的增加而增大;随着龄期的增加,混合物渗透系数逐渐减小。此混合物可作为一种防渗材料应用于基坑工程的止水与灌注桩护壁材料,可有效节约工程成本。     

基于坍落度的砂卵石地层土压平衡盾构渣土改良配方研究

针对成都轨道交通17号线一期工程土压平衡盾构法施工在砂卵石地层中遇到的难题，如螺旋输送机喷涌导致开挖面压力失控、卵石堆积于压力舱底部滞排等，采用膨润土和泡沫剂等对现场砂卵石进行室内渣土改良试验。结果表明： 1)改良剂的优化配比膨润土掺入质量比为5%，泡沫掺入体积比为10%~30%，即可使渣土的坍落度、和易性、抗渗性均保持良好，达到塑性流动状态。2)以渣土的坍落度在150~200 mm且无离析为改良的前提条件，以最小膨润土使用量为优化目的，建立砂卵石渣土坍落度与改良剂膨润土和水掺入量之间的三维曲面图，根据离析与非离析区域边界确定膨润土泥浆最经济的膨水比为1∶6。将试验结果应用于该工程的砂卵石地层土压盾构工程实践，掘进效率以及盾构工作的安全性得到显著提高。     

富水砂卵石地层大直径盾构渣土改良试验研究——以成都地铁17号线明九区间2~#风井——九江北站盾构工程为例

富水砂卵石地层大直径盾构施工过程中,易出现掌子面坍塌、喷涌、卵石沉舱以及螺旋出土器卡死等现象,同时,盾构转矩大,渣温高,一次性渣土改良体积大,使得对渣土改良的要求更加苛刻。为保证富水砂卵石地层土压平衡盾构的顺利进行,通过大量的室内试验对膨润土及泡沫剂最佳配比进行研究,并提出渣土改良剂的掺入体积分数及评价指标。研究发现:1)膨润土的漏斗黏度随钠基膨润土掺入体积分数的增加而增加; 2)泡沫溶液发泡倍数和半衰期均随着泡沫剂体积分数的增加而增加; 3)改良渣土流动性随着膨润土和泡沫剂掺入体积分数的增加而显著提高,渗透性随着膨润土掺入体积分数的增加而降低,随着泡沫剂掺入体积分数的增加而提高。建议:膨润土漏斗黏度不低于35 s,按照渣土体积的10%～12%掺入;泡沫剂发泡倍数控制在15倍,按照渣土体积的20%掺入。通过现场实际渣土取样以及掘进参数分析验证了渣土改良的效果。     

孟加拉国沉积层地质不同护壁泥浆对桩基承载力的影响研究

孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线桥梁包括混凝土箱梁高架桥和简支钢桁梁桥2种形式,桩基类型均为钻孔灌注桩。项目沿线地质均为第四系沉积层。为给工程桩设计提供参考,分别采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工试验桩,选择代表性试验桩分析地勘数据和静载试验的桩侧阻力,并提出相应的桩基承载力参考标准。结果表明：试验桩的地勘桩侧阻力相近,但静载试验桩侧阻力差异较大;采用传统膨润土泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力仅能达到地勘值的51.3%,采用改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆能够大幅提高单位面积极限桩侧阻力,分别可达到地勘值的1.04倍和1.485倍;采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力分别为31.0,60.9,91.7 kPa,可作为类似桩基设计和施工的参考标准。基于试验结果,全线混凝土箱梁高架桥的工程桩设计均采用改良PHP膨润土泥浆施工,简支钢桁梁桥的工程桩设计均采用化学泥浆施工,且验证性荷载试验结果显示全部抽检工程桩的承载力均满足设计要求。     

土压平衡盾构在砂层中掘进的渣土改良技术

渣土改良技术是土压平衡盾构在砂层中掘进的关键。结合南昌、郑州和西安地铁区间隧道盾构施工实例,对土压平衡盾构砂性地层改良技术的应用进行系统的调查研究,采用膨润土泥浆、泡沫剂、聚合物等添加剂对不同的砂性地层进行渣土改良,分析膨润土泥浆、泡沫剂、泥浆与泡沫剂相结合、泥浆与聚合物相结合等对砂性地层改良的作用机制和特点,总结盾构在不同砂性地层中掘进采取的渣土改良技术措施,指出渣土改良技术目前的使用及研究现状,以期为今后类似工程提供参考和借鉴。     

低液限粉土路基复掺改良试验研究

采用正交试验和极差分析法,对低液限粉土进行复掺改性试验,结果表明掺加膨润土能明显改善粉土的密实度,掺量为9%时干密度和回弹模量达到最大值;对低液限粉土进行强度及压缩性复掺改良试验,并通过极差分析计算,确定低液限粉土的最佳改良掺比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%;在复掺配比的基础上进行掺入和未掺入膨润土物理力学参数对比,掺入9%膨润土后粉土的抗弯沉性能更佳,最佳复掺配比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%+膨润土9%。     

裂隙膨润土边坡稳定性及锚固特性研究

基于极限分析上限定理,对含裂隙膨润土边坡的稳定性及其预应力锚索加固措施开展研究,结合平动机构和旋转机构,提出一种平动-旋转组合机构评估含裂隙膨润土边坡的稳定性;并基于空间离散技术建立含裂隙膨润土边坡半解析分析方法,研究裂隙特征和吸力效应对其稳定性的影响机制,探究预应力锚索的加固效应及锚索最优化布设方案。结果表明:膨润土边坡稳定性及锚索锚固效应均与裂隙特征密切相关,裂隙高度对边坡稳定性的影响存在临界值,超过该临界值边坡稳定性将显著降低,锚索最优倾角随锚头埋设高度和内摩擦角的增大而减小。     

苏拉马部大桥钻孔桩泥浆牲能研究

在水敏性岩土体中进行钻孔灌注桩施工时,泥浆的失水量指标是钻孔能否成功的重要因素。通过对泥浆性能及适用范围的对比,阐明高分子聚合物泥浆不适合循环钻作业,介绍了苏拉马都大桥钻孔桩施工时选用CMC膨润土泥浆的原因,并对使用海水配制膨润土泥浆可行性进行了分析。     

高密度聚乙烯阻隔墙的进展

填土地带和蓄水库区的截水墙通常采用某种类型的垂直墙。最常见墙的构筑形式是在开挖的沟槽中用泥浆护壁，然后回填粘土－膨润土、粘土－水泥、水泥－膨润土或粘土－水泥－膨润土类植物。在此类工程中，墙的施工技术、稳定性观测和使用寿命是关键。如果上述构筑达不到这些指标，则可采用与此相异或相辅的墙构筑方案，即单独利用土工膜或土工膜与上述一种或者几种标准填料相结合可确保工程更完善，环境更安全、可靠。本文介绍土工模阻     

高水压高渗透砂性地层土压平衡盾构施工渣土改良技术研究

为防止福州地铁1号线上藤站-达道站区间土压平衡盾构在高水压高渗透砂性地层掘进时发生喷涌事故,采用纳基膨润土、CMC、聚丙烯酰胺等作为主要改良材料,开展系统渣土改良室内及现场试验工作,研究土压平衡盾构穿越高水压高渗透性地层渣土改良综合解决方案。结果表明： 在单独使用某一种改良材料时,渣土改良效果并不明显; 采用钠基膨润土-CMC混合浆液可改良渣土的和易性与渗透性,但在可用掺加比范围内无法满足坍落度要求; 聚丙烯酰胺溶液与钠基膨润土-CMC混合浆液配合使用时,对过饱和中砂的和易性以及渗透性等改良效果显著; 针对福州地铁区间段高水压高渗透砂性地层,可采用1∶10质量分数膨润土、5‰质量分数CMC混合浆液按照10∶2.5掺加比配合3%质量分数聚丙烯酰胺溶液按100∶5掺加比改良渣土,通过现场抽样检测,验证此渣土改良方案的有效性。