Original Paper

Bulletin of Engineering Geology and the Environment

, Volume 68, Issue 1, pp 27-34

First online:

A method for assessing adhesion of clays to tunneling machines

  • I. SassAffiliated withTechnische Universität Darmstadt Email author 
  • , U. BurbaumAffiliated withTechnische Universität Darmstadt

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Abstract

Tunnel boring machines passing through cohesive soils sometimes experience significant clogging, leading to delays and increased costs. The paper describes a test to assess the likelihood of adhesion problems occurring, simulating the situation where a clay sticks to the cutting wheel of the machine. The results of tests using kaolin clay suggest that the adhesion changes with the compression force. Further studies are being undertaken to elucidate the factors which influence this, including clay mineralogy and roughness of the face of the cutting wheel. It is hoped that the work will lead to an industrial standard method of assessing adhesion which can be used in site investigation and on site.

Keywords

Adhesion Clay Surface effects Boundary layer effects Tunneling Soil mechanics

Résumé

Les tunneliers traversant des sols cohésifs sont parfois sujets à blocage, conduisant à des retards et augmentations de coûts. L’article décrit un test permettant d’évaluer les risques d’encrassage, simulant la situation où une argile colle au molette de coupe de la machine. Les résultats du test effectué avec une argile kaolinique suggèrent que l’adhérence change avec l’effort de compression. De nouvelles études sont entreprises pour identifier les facteurs responsables, incluant la nature minéralogique de l’argile et la rugosité du molette de coupe. On espère que le travail réalisé conduira à la définition d’un essai normalisé permettant d’évaluer l’adhérence d’un sol argileux et pouvant être mis en œuvre lors de reconnaissances des terrains et sur chantier.

Mots clés

Adhérence Argile Effets de surface Effets de couche limite Tunnelier Mécanique des sols