一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法，包括：确定泡沫改良土渗流方向两端分别在各自水压下的泡沫有效粒径及孔隙比；若流入端的泡沫孔隙比不大于孔隙比临界值e

【技术实现步骤摘要】
一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法


[0001]本专利技术属于盾构渣土改良
，特别是指一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法。

技术介绍

[0002]土压平衡盾构因其安全、高效而广泛应用于城市隧道建设，不可避免地会穿越富水砂性地层，在此类地层掘进时极易发生喷涌事故，进而影响掌子面的稳定性，甚至造成地表塌陷等灾害。喷涌事故与渣土本身的渗透性密不可分，通常向土仓中注入泡沫以提高土仓与螺旋机中渣土的抗渗性，通常要求泡沫改良土的渗透系数应维持在10
‑5m/s以下至少90min。目前关于泡沫改良土渗透系数的识别主要通过室内外试验直接测量，其测量过程复杂，且需要大型渗透仪辅助才能完成。而关于泡沫改良土渗透系数的理论计算方面相对匮乏，尽管有学者提出了一些关于泡沫改良土渗透系数计算方法，但未能考虑水压对渗透系数的影响。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足之处，基于泡沫渗流理论，本专利技术提出一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法，能够较为准确地预测泡沫改良土的渗透系数。
[0004]为实现上述技术目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定泡沫改良土渗流方向两端分别在各自水压下的泡沫有效粒径以及孔隙比；若渗流流入端的泡沫孔隙比小于或等于预设的孔隙比临界值e
fδ
，则采用公式(01)来根据泡沫有效粒径和孔隙比计算泡沫改良土渗流方向两端的渗透系数k1,k2，并直接根据k1,k2计算泡沫改良土的等效渗透系数k；若渗流流入端的泡沫孔隙比大于预设的孔隙比临界值e
fδ
，且渗流流出端的泡沫孔隙比小于预设的孔隙比临界值e
fδ
，则：采用公式(01)计算泡沫改良土渗流流出端的渗透系数k1和泡沫改良土在孔隙比临界值e
fδ
对应位置δ处的渗透系数k
δ
，采用公式(02)计算泡沫改良土渗流流入端的渗透系数k2，然后根据k1,k2和k
δ
计算等效渗透系数k；计算等效渗透系数k；式中：x用于区分泡沫改良土渗流方向的不同位置，x＝2和x＝1分别对应流入端和流出端，x＝δ表示孔隙比临界值e
fδ
对应的位置；k
x
为泡沫改良土渗流方向在位置x处的渗透系数；e
fx
为泡沫改良土在位置x处水压p
x
下的泡沫孔隙比，d
10,fx
表示泡沫改良土在位置x处水压p
x
下的泡沫有效粒径；C
K
为Kozeny常数，为无量纲比表面积，U为无量纲过剩能量密度，为泡沫相对于土颗粒的细度，d
10,f
表示泡沫在大气压p下的有效粒径，d
10,s
为土颗粒的有效粒径，n为泡沫改良土的孔隙度，μ为水的动力粘度，γ为水的容重；ξ为折减因子，n是泡沫土的孔隙度，v为水的运动粘度，为泡沫孔隙度。2.根据权利要求1所述的一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法，其特征在于，泡沫改良土在位置x处水压p
x
下的泡沫有效粒径计算式为：式中：d
10,f
表示泡沫在大气压p下的有效粒径；x用于区分泡沫改良土渗流方向的不同位置，x＝2和x＝1分别对应流入端和流出端，p
x
表示x对应处的水压；d
10,fx
表示泡沫改良土在x处水压p
x
下的泡沫有效粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘秋景，冯志耀，王树英，郑响凑，瞿同明，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：