Optimalizace konzistence zemin pro účely ražeb zeminovými štíty a stanovení jejich lepivosti

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá problematikou zanášení a zalepování zeminových štítů při ražbě v jemnozrnných soudržných zeminách (angl. clogging). Při tomto jevu lepivá zemina zanese otvory v řezné hlavě zeminového štítu a omezí jeho správné fungování. Lepivost zeminy není doposud kvantifikována normativním postupem. Cílem práce je proto navrhnout postup stanovení lepivosti zemin a experimentálně jej ověřit na vzorcích o různé konzistenci. Na základě rešerše dostupné odborné literatury byla navržena zkouška, při které je ze vzorku zeminy vytahováno zkušební těleso a zároveň je měřena síla potřebná k jeho vytažení a hmotnost ulpělého materiálu. Následně byl do vzorků zemin o výchozí vlhkosti aplikován pěnový prostředek, kterým se zemina při ražbě zeminovým štítem v praxi běžně upravuje, a byl analyzován jeho vliv na lepivost. Bylo zjištěno, že pomocí navržené zkoušky je možné jednoduchým způsobem porovnat lepivost více druhů zemin. Aplikace použitého pěnového prostředku se ukázala z pohledu lepivosti jako málo efektivní. Další výzkum na toto téma se jeví jako perspektivní pro praktické využití při ražbě zeminovými štíty.

This thesis deals with the problem of clogging during EPB tunneling in fine-grained cohesive soils. The excaveted material can clog the shield openings and stick to cutting tools, which may greatly affect the efficiency of tunnel boring machines. Due to lack of standard procedures, an attempt is made to propose a new one for determination of the clogging potential of soils with different consistency. A simple procedure enables determination of force that is required to pull the testing objects out of the soil sample. The mass of adhering soil is measured simultaneously. In EPB shields, typical additive for soil conditioning is foam. In following phase, a foam was applied into soil sample and its effectiveness on cloggning potential was analysed. The results shows, that the adhesion of different types of soil can be compared in a simple way. Application of foam seemed to not affects clogging potentinal greatly. Further research of this topic seems to be promising for practical use for EPB tunnelling.