化学絮凝与消泡材料对盾构渣土渗流性能的作用机理

为促进盾构渣土的资源化利用,针对土压平衡盾构渣土成分复杂、含水率高且渗透性差等问题,结合渗透试验、压汞测试和计算机断层扫描(CT)等方法,分析盾构渣土的多尺度渗流特征,探究掺入絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)和消泡剂有机硅氧烷对渣土渗透性能的影响和作用机理。结果表明:原状盾构渣土的水分渗流受土体内泡沫的影响,渗透系数最终稳定在7.72×10^(-6)cm·s^(-1)附近,土体孔隙率高且孔径小贯通性差。絮凝剂的掺入可以改善盾构渣土的渗透性能,这是因为CPAM的吸附架桥和电中和作用,但掺量过大则会抑制渗流;该试验中CPAM的最佳掺量为0.30%,渗透系数最高可达2.55×10^(-5)cm·s^(-1)。消泡剂有机硅氧烷的掺量越高,盾构渣土的渗透系数越大,消泡剂可以快速消破土体内部泡沫并提高渗流通道的连通性;本试验的最佳掺量为0.20%,渗透系数可达1.31×10^(-5)cm·s^(-1)。