泥浆浸润作用下黏性土-金属黏附特性试验研究

摘要

探明泥浆浸润环境下黏性土与金属的黏附规律是泥水盾构刀盘结饼和堵塞防治的关键.基于响应面试验设计方法，开展了考虑膨润土质量分数、初始稠度指数、泥浆浸润时间3个因素的黏性土-金属黏附应力测试试验，建立了黏附应力二次多项回归方程，并探讨了泥浆浸润作用下的黏附应力变化规律.研究结果表明：黏性土初始稠度指数对黏附应力的影响最为显著，且膨润土质量分数与初始稠度指数、初始稠度指数与浸润时间对黏附应力存在较为显著的交互影响；黏附应力随泥浆浸润时间增长均呈下降趋势，在短期浸润作用下，初始含水率较低的黏性地层往往更易导致刀盘及其他设备堵塞和结饼，而初始含水率较低，且膨润土含量较高的黏性地层在泥浆长期浸润作用下，峰值黏附应力降低较快；在泥浆浸润作用下黏性土-金属界面的黏附作用不仅仅取决于土样的含水率.研究成果能够为黏性地层泥水盾构刀盘堵塞风险评估与防治提供指导.

关键词

黏性土 / 泥水盾构 / 泥浆 / 黏附 / 含水率