粗粒材料粒径及含量对高渗透性地层泥浆成膜效果的影响

泥水盾构工程遇到高渗透性地层时,会发生泥浆大量流失的情况,从而使泥膜形成困难,进而导致开挖面失稳,而粗粒材料的添加可有效改善泥膜难以形成的情况.为探究粗粒材料的添加对泥膜形成的影响,选用密度小的蛭石作为粗粒材料,通过改变其粒径和含量(体积分数),在自制的泥浆渗透试验设备中开展泥浆渗透成膜试验.以滤失量和成膜时间作为评价指标,分析粒径与含量对成膜效果的影响,并提出合理的粗粒材料粒径范围.结果表明:1)地层平均孔径D0对粗粒材料的添加具有参考意义,控制粗粒材料粒径在D0/2～2 D0时有助于泥膜的形成,随着粗粒材料粒径的增大,成膜效果出现先增大后减小的现象;2)当粗粒材料含量在20％～40％时,含量越大,成膜效果越好,但随着含量继续增大,这种效应会减弱;3)当粗粒材料含量在20％～60％时,粗粒材料粒径的影响程度要大于含量,粒径的增大会削弱含量带来的增益效果;4)实际工程中建议主要考虑粗粒材料粒径的选择.