华南理工大学学报(自然科学版)

作者：郜新军, 王剑博, 苏庆辉, 等

单位：郑州大学 土木工程学院，河南 郑州 450001

关键词：废弃粉质黏土泥浆,真空脱水,分段线性化,孔隙水压力,沉降,含水率

基金：国家自然科学基金资助项目(51578511)

盾构施工中产生的废弃粉质黏土泥浆具有含水率高、强度低、颗粒粒径较小及难以快速固结的特点，脱水处置难度大；如何对其进行有效的脱水固化处理，是减少其在运输或存储过程中污染环境的关键。基于自行研制的废弃泥浆真空脱水装置，开展自重、自重+真空、自重稳定+真空、自重稳定+分级真空等4种不同形式下的室内脱水模型试验研究，分析废弃粉质黏土泥浆在不同的加载方式下泥—水界面沉降、孔隙水压力、脱水量以及脱水后残余泥浆含水率的变化规律，并对不同加载方式下对废弃粉质黏土泥浆的脱水效果进行对比。试验结果表明：4种脱水方式中，先对废弃粉质黏土泥浆进行自重脱水处理、再对其底部分级施加真空作用的加载方式对废弃粉质黏土泥浆的脱水效果最好，可有效降低废弃粉质黏土泥浆的含水率；采用该方法对初始含水率为97.50%的废弃粉质黏土泥浆进行脱水处理后，其含水率分布范围介于28.21%~34.25%，其内部孔隙水压力最小可达-72.92 kPa。同时，基于分段线性化的思想建立了废弃泥浆一维脱水理论分析模型，对废弃粉质黏土泥浆在脱水过程中的泥—水界面沉降进行数值模拟，并将数值模拟与试验结果进行了对比分析；随后通过对不同加载方式下脱水效率进行模拟分析探究了最佳加载方式。该研究可为盾构废弃粉质黏土泥浆快速脱水处理提供理论基础和实践依据。

来源：2024年第11期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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