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摘要：在用管道疏浚粘土块时，有时会发生堵管现象，造成重大经济损失。本文通过试验的方法研究了饱和粘土与钢壁的粘接力，结果表明粘接力与土的含水率有关。
1. ;引言
在用管道疏浚吹填项目实施过程中，会遇到各种各样不同的疏浚土质和相应的土质问题，如硬质岩土的挖掘问题、粘性土输送过程中成球堵管等问题。这些问题严重影响疏浚工程的效率，增加了施工成本，延长了施工工期。由于粘土具有较大的粘聚力，挖掘过程中切削的土块不容易完全打碎，在管道中形成泥球而且直径会越滚越大，相互之间碰撞粘接由滚动变成滑动，有可能容易发生堵塞和堆积，造成堵管。输送管道直径一般为800 ;mm，在输送过程中，输送流速可达6 ;m/s，即使如此，堵管现象也时有发生。堵管会是输送管道报废，造成重大的经济损失。图1是發生在管道中和管道排出的土块照片，直径最大可以达到20-40cm。堵管的发生与粘土块体与钢管壁的粘接特性有关。为此本文通过试验测试了饱和粘土与钢壁的粘接效果，可供设计者参考。
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图1 ;疏浚管道中的土块照片
2 ;试验土样和仪器
2.1 ;试验用土
试验用土取自塘沽、青岛和福建等地的不同疏浚工程，土样编号分别为#1，#2，#3，其土性指标如表1所示。
表1 ;试验土样性质
土样编号
描述
d50/mm
Wl/%
Wp/%
Ip
#1
灰褐色
0.008
35.91
18.87
17.04
#2
黄褐色
0.006
48.99
25.11
23.88
#3
灰色
0.007
35.06
17.83
17.23
2.2 ;实验仪器
实验仪器如图2所示，由土样容器（容器内径为7.4cm，高10cm），盖板，容器升级机构和量力环组成。
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图2 ;试验仪器
2.3 ;试验方法和过程
将土样配置到一定的含水量，填满土样容器，放置在加荷架上。将量力环仪表读数调零。通过摇柄使容器上升，与固定的盖板密合接触，记录量力环上的仪表的初始读数。为了保证盖板和土样密切接触，将填土高出容器2mm。通过摇柄使将试样容器缓慢向下运动，直至与盖板完全脱离，记录量力环的峰值读数。将量力环的峰值读数减去初始读数，即可得到粘性土样与钢板的粘接力。
3 ;试验结果
将每个土样配置了三种不同的含水量，每个含水量的土样各做三次试验。试验结果如表2和图3所示。
表2 ;粘土与钢板（管壁）的粘接力试验结果
#1土样
#2土样
#3土样
含水量
粘接力/kPa
含水量
粘接力/kPa
含水量
粘接力/kPa
/%
测试值
平均值
/%
测试值
平均值
/%
测试值
平均值
30.15
0.607
0.607
38.37
2.123
3.339
34.87
0.485
0.465 0.607
3.943
0.425
0.607
3.949
0.485
36.23
2.022
1.867
40.98
1.335
1.416
38.04
0.611
0.711
1.759
1.517
0.613
1.820
1.395
0.910
40.62
1.820
2.427
43.34
1.213
1.134
42.8
1.517
1.719
3.033
1.092
2.123
2.427
1.097
1.517
试验结果表明，粘土与钢板的粘接力介于0.5kPa与4kPa之间，在含水量为39%左右时达到最大值。也就是说，含水量为39%左右的粘土的粘接能力最强，这在工程上值得注意。所以，当输送的粘土的含水量在39%左右时，应特别注意发生堵管的风险。
图3 ;粘土与钢板（管壁）的粘接力与含水量的关系
4 ;结论
在用管道疏浚粘土块时，有时会出现堵管现象，造成重大經济损失。本文通过试验的方法研究了饱和粘土与钢壁的粘接力，结果表明，当含水量在38%至40%直接时，粘接力出现峰值。这个结果对于管道疏浚的设计者有重要的参考价值。
参考文献：
1. ;孙文星等，绞吸式挖泥船施工堵管分析，海河水利，2012年第二期。69-70
2. ;朱汉华等，疏浚船舶输泥管道的管堵与阻力影响因素研究，交通与计算机，2008年第1期。
1. ;引言
在用管道疏浚吹填项目实施过程中，会遇到各种各样不同的疏浚土质和相应的土质问题，如硬质岩土的挖掘问题、粘性土输送过程中成球堵管等问题。这些问题严重影响疏浚工程的效率，增加了施工成本，延长了施工工期。由于粘土具有较大的粘聚力，挖掘过程中切削的土块不容易完全打碎，在管道中形成泥球而且直径会越滚越大，相互之间碰撞粘接由滚动变成滑动，有可能容易发生堵塞和堆积，造成堵管。输送管道直径一般为800 ;mm，在输送过程中，输送流速可达6 ;m/s，即使如此，堵管现象也时有发生。堵管会是输送管道报废，造成重大的经济损失。图1是發生在管道中和管道排出的土块照片，直径最大可以达到20-40cm。堵管的发生与粘土块体与钢管壁的粘接特性有关。为此本文通过试验测试了饱和粘土与钢壁的粘接效果，可供设计者参考。
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图1 ;疏浚管道中的土块照片
2 ;试验土样和仪器
2.1 ;试验用土
试验用土取自塘沽、青岛和福建等地的不同疏浚工程，土样编号分别为#1，#2，#3，其土性指标如表1所示。
表1 ;试验土样性质
土样编号
描述
d50/mm
Wl/%
Wp/%
Ip
#1
灰褐色
0.008
35.91
18.87
17.04
#2
黄褐色
0.006
48.99
25.11
23.88
#3
灰色
0.007
35.06
17.83
17.23
2.2 ;实验仪器
实验仪器如图2所示，由土样容器（容器内径为7.4cm，高10cm），盖板，容器升级机构和量力环组成。
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图2 ;试验仪器
2.3 ;试验方法和过程
将土样配置到一定的含水量，填满土样容器，放置在加荷架上。将量力环仪表读数调零。通过摇柄使容器上升，与固定的盖板密合接触，记录量力环上的仪表的初始读数。为了保证盖板和土样密切接触，将填土高出容器2mm。通过摇柄使将试样容器缓慢向下运动，直至与盖板完全脱离，记录量力环的峰值读数。将量力环的峰值读数减去初始读数，即可得到粘性土样与钢板的粘接力。
3 ;试验结果
将每个土样配置了三种不同的含水量，每个含水量的土样各做三次试验。试验结果如表2和图3所示。
表2 ;粘土与钢板（管壁）的粘接力试验结果
#1土样
#2土样
#3土样
含水量
粘接力/kPa
含水量
粘接力/kPa
含水量
粘接力/kPa
/%
测试值
平均值
/%
测试值
平均值
/%
测试值
平均值
30.15
0.607
0.607
38.37
2.123
3.339
34.87
0.485
0.465 0.607
3.943
0.425
0.607
3.949
0.485
36.23
2.022
1.867
40.98
1.335
1.416
38.04
0.611
0.711
1.759
1.517
0.613
1.820
1.395
0.910
40.62
1.820
2.427
43.34
1.213
1.134
42.8
1.517
1.719
3.033
1.092
2.123
2.427
1.097
1.517
试验结果表明，粘土与钢板的粘接力介于0.5kPa与4kPa之间，在含水量为39%左右时达到最大值。也就是说，含水量为39%左右的粘土的粘接能力最强，这在工程上值得注意。所以，当输送的粘土的含水量在39%左右时，应特别注意发生堵管的风险。
图3 ;粘土与钢板（管壁）的粘接力与含水量的关系
4 ;结论
在用管道疏浚粘土块时，有时会出现堵管现象，造成重大經济损失。本文通过试验的方法研究了饱和粘土与钢壁的粘接力，结果表明，当含水量在38%至40%直接时，粘接力出现峰值。这个结果对于管道疏浚的设计者有重要的参考价值。
参考文献：
1. ;孙文星等，绞吸式挖泥船施工堵管分析，海河水利，2012年第二期。69-70
2. ;朱汉华等，疏浚船舶输泥管道的管堵与阻力影响因素研究，交通与计算机，2008年第1期。