北京工业大学研究生S200904143开题报告.doc

PAGE  北京工业大学研究生开题报告 √ 学位级别：□博士 □硕士 □工程硕士 学 号： S200904143 研究生姓名： 马 超 指导教师姓名： 龚秋明 副教授 专业名称： 岩土工程 所在学院： 建筑工程学院 开题报告时间： 2011年01月14日 北京工业大学研究生部制表 一、基本情况 研究生姓名马 超学 号S200904143院、系建筑工程学院指导教师姓名及职称龚秋明 副教授 学科、专业岩土工程入学年月2009年9月研究方向、论文选题范围： 土压平衡盾构渣土改良微观机理 拟定论文题目： 土压平衡盾构渣土改良微观机理试验研究 论文科研课题属于哪一级科研项目，经费来源及金额（课题来源选项分为国家计委、科委项目、国家经贸委项目、国家自然科学基金项目、国务院其他部门项目、主管部门（部委级）项目、省、市、自治区项目、国际合作项目、学校级项目、自选项目、其它）： 北京市教委科技发展计划重点项目。 论文类型（基础研究、应用研究、开发研究、其它） 应用研究 摘 要选题研究内容和意义简介（限400字）： 研究内容：(1) 单一外加剂对渣土微观结构的影响对比分析； (2) 不同类型的外加剂对渣土微观结构的影响对比分析； (3) 土体微观图像的处理与分析方法； (4) 描述土体微观结构的方法和具体参数。 研究意义：土压平衡盾构在我国隧道施工中的应用越来越广泛，土压平衡盾构在施工过程中将开挖的渣土进行改良，使渣土塑流性满足盾构施工的要求，对某些地层来说，如卵石地层，并不具备这样的性质，必须对其加入添加剂进行改良，主要土体改良方法有：加水，膨润土，粘土，高分子聚合物和泡沫等施工工艺。 这些外加剂改良土体的微观原理现在还是停留在理论分析阶段，还没有真正通过实验去验证。本项目就是通过实验的方法，去观察和采集外加剂改良土体的微观机理的图片和数据，通过对比实验数据和改良前后土体的微结构图片去说明外加剂对土体的微观结构有哪些改变以及改变土体结构的微观机理。关键词（用分号隔开、最多5个）盾构；渣土改良；微观机理；外加剂；细观结构；报 告 正 文 （一）选题依据与研究内容 1、选题依据 1.1课题来源 国家自然科学基金50938006 1.2 研究意义 土压平衡盾构是土层适应性较强的盾构类型，可以在广泛的土层中使用，用于世界各地的隧道工程中，尤其在软土地层施工中优势明显，在掘进时一般不需要辅助技术措施，但因土压平衡盾构刀具和土体改良技术的局限性，其传统的使用界限可以用土体的颗粒级配表示[12]，如图1-4所示。 土体粒径/mm 小于某粒径百分数/％ 图1-4 土压平衡式盾构施工传统适用地层 Fig 1-4 General conditioning for EPB tunnelling 按土质的其他参数综合考虑，土压平衡盾构的适用范围如图1-5所示，可以得到渗透系数在10-7~10-12细砂、粘土，粉砂层适用土压平衡盾构机。 图1-5土压平衡盾构施工适用地层参数[13] Fig 1-5 Soil mechanical for EPB Tunnelling 然而通过对不良土层进行土体改良，土压平衡盾构可以在砂砾、砂、粉砂，粘土等密实程度低、软、硬相间的地层以及砾层、砂层等地层中使用[25]，如在塑流性不能满足土压平衡盾构施工的地层中，需注入大量泥浆和泡沫添加剂来改善土体的塑流性和渗透性，这样可以大大增加了土压平衡盾构的适用范围，经土体改良土压平衡盾构增加的土层范围如图1-6所示[14]： 小于某粒径百分数/％ 土体粒径/mm 图1-6 土压平衡式盾构施工突破传统的适用地层界限[14] Fig1-6 The approximate range of soil conditioning for EPB machines 随着对土压平衡盾构工法研究的不断深入，以及各种添加剂料应用于土体改良中，土压平衡式盾构工法适用的土层范围不断扩大，1.3 国内外研究现状。土压平衡盾构在我国隧道施工中的应用越来越广泛，土压平衡盾构在施工过程中将开挖的渣土进行改良，使渣土塑流性满足盾构施工的要求，对某些地层来说，如卵石地层，并不具备这样的性质，必须对其加入添加剂进行改良，主要土体改良方法有：加水，膨润土，粘土，高分子聚合物和泡沫等施工工艺。 这些外加剂改良土体的微观原理现在还是停留在理论分析阶段，还没有真正通过实验去验证。本项目就是通过实验的方法，