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| 黄土黏附特性评价-室内试验和微观响应机制研究 |
| 周志伟1,2 郑文杰1,2 白雪冬1,2 武斌1,2 |
1. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055
2. 西安建筑科技大学陕西省岩土与地下空间工程重点实验室，陕西西安710055 |
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| Evaluation of loess adhesion characteristics-laboratory experiment and inherent microscopic mechanism |
| Zhou Zhiwei1,2 Cheng Wenchieh1,2 Bai Xuedong1,2 Wu Bin1,2 |
1. School of Civil Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055,China
2. Shaanxi Key Laboratory of Geotechnical and Underground Space Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China |
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摘要 隧道在黏土地层中开挖经常会发生堵塞，以往的工程证明黄土作为一种低塑性的黏性材料容易黏附刀盘后形成堵塞，造成盾构机向前推进，严重者导致大幅增加工期。为探究西北黄土地区盾构隧道施工的黏附机理，通过搅拌黏附试验和流动度试验，研究以砂、高岭土、膨润土为添加剂对粉土的黏附性、流动性和稠度的影响。此外采用微观原子力显微镜测试探究不同黏性材料的形貌和黏附特性，得到不同黏性材料的微观高度曲线和土样表面与金属探针的黏附力曲线，从而建立以宏观试验参数特征与微观试验的定量关系。结果表明：粉土高差最大(22nm)，在土壤黏附的内在影响机制中分子间作用力占据主导地位。高差极小(小于3nm)的高岭土和膨润土则创造了水膜产生初始条件，对于这些细颗粒则由水膜张力主导黏附行为。砂对低塑性粉土有很好的降黏效果，添加砂会显著降低黏附特性，增加流动性。粉土中加入高岭石和膨润土有不同的减黏效果，由于水分难以侵入高岭石的细观结构，降低了黏附特性，然而膨润土的掺入增加了混合土的液塑性极限，增大了水膜厚度，也导致黏附特性降低。稠度指数曲线表明粉土占比更多的低稠度混合土难以结块卡住刀盘但容易黏附于刀盘上，而膨润土占比更多的混合土不仅在高稠度容易引起黏附问题，在低稠度更容易吸水团聚后黏附刀盘，影响刀盘掘进效率。
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| 关键词 ：
黏性土黏附,
黄土,
AFM,
搅拌试验,
流动度,
黏附力
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