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今年,笔者在各个场合交流中提出泡沫+低浓度聚合物水溶液渣土改良可以达到即不容易喷涌也不容易结泥饼的理想渣土状态。因此,有些单位在试用,当我问试用效果时,有的单位给出答复是:“感觉没什么用,没什么效果,只试用一段时间就停了”。笔者对低浓度聚合物渣土改良认知源于优化的有效应力原理,优化的有效应力原理的研究源于盾构土仓保压,这些技术是相通的。当理解了低浓度聚合物渣土改良也就理解了有效应力原理,同时也会理解盾构掘进土仓保压。笔者再次对低浓度聚合物渣土改良、优化的有效应力原理和盾构土仓保压等技术相通之处进行分析。
1、低浓度聚合物渣土改良没什么用,是真的吗?
当反馈意见为“低浓度聚合物渣土改良没什么用、没什么效果”时,笔者问过:“你们采用泡沫+低浓度聚合物水溶液渣土改良后是喷涌了还是结泥饼了?”答曰:“即没喷涌也没结泥饼,感觉上没什么用、没什么效果。”笔者给他的答案是:“泡沫+低浓度聚合物水溶液渣土改良即没喷涌也没结泥饼,这不就是我们希望达到的效果吗?这不是盾构施工者一直追求要达到的渣土改良效果吗?”
实际上这是一个思维定式问题。感观上认为与未加聚合物差不多,就认为没什么用、没什么效果,这是不对的。如果加入低浓度聚合物水溶液以后与以前一样还有喷涌或结泥饼现象才能证明没什么用、没什么效果,如果加入低浓度聚合物水溶液以后未产生喷涌或结泥饼现象证明对渣土改良是有作用和效果的。
笔者以前讲过:渣土中加入聚合物水溶液以后,渣土的自由水可以转化为弱结合水。在坍落度相同前提下,渣土中水含量增多,从而达到即不容易喷涌也不容易结泥饼的理想渣土状态。理论上加入的聚合物水溶液聚合物浓度越高,渣土越不容易喷涌和不容易结泥饼。
2、优化的有效应力原理公式
笔者引入给水度,通过力平衡原理推导出优化的有效应力原理,并重新推导了有效应力计算公式。
优化的有效应力原理推导基于将强结合水和弱结合水纳入土骨架范围,自由水是各向同性的,土骨架是各向异性的。 3、技术相通之处
盾构土仓保压是基于开挖面后方渣土与原状土的水土总压力相平衡,土仓压力选取应基于优化的有效应力原理公式,只要水土总压力前后平衡就可以了。 改良后的渣土具有压力传递功能,土仓内的压力如果传递到螺旋输送机出渣口时压力为0,就不会喷涌,这时按照有效应力原理的概念就应该是只有土骨架无自由水,土骨架压力传递递减越大越好,才不会喷涌。盾构结泥饼是土仓内渣土无弱结合水,无弱结合水时土骨架侧压力系数很小,这就是说加入聚合物是确保有效应力原理中的土骨架侧压力系数大一些,不会成为固体造成结泥饼现象。理想渣土改良的目标是渣土在压力作用下无自由水,但渣土中有大量的弱结合水,加入聚合物就会达到此目标。按照优化的有效应力原理加入聚合物后,总应力中自由水平均应力为0,土骨架平均应力就是总应力,渣土从土仓内传递到螺旋输送机出渣口时土骨架应力减为0。理论上加入聚合物浓度越高,就算土骨架侧压力系数很小,渣土内弱结合水也会很多,也不容易结泥饼。
优化的太沙基有效应力原理由于将弱结合水纳入土骨架范围,与笔者研究并应用的同步增稠塑性双液浆防管片上浮措施也是相通的,浮力是由于自由水压力和自由水压力通过土骨架传递力产生的。
综上所述,有些技术是相通的,只要你理解了他的实质,能够一通百通。