土压平衡盾构作为一种先进工法,在城市建设中得到广泛应用。但该工法在砂石土层中施工时,必须添加改良剂使开挖土体达到塑流性要求,泡沫是最为经济和高效的一种渣土改良剂。目前工程实践中使用的泡沫多依赖国外进口,未形成泡沫的统一评价标准,并且关于泡沫的研究大多局限在宏观方面,因此非常有必要进行泡沫性能研究,并从微观形态方面进行分析与评价。本文主要以市面上常见的三种试剂以及试验室现有的五种泡沫试剂为研究对象,理论研究与室内试验相结合,系统评价泡沫的起泡性和稳定性,并且从泡沫形貌和粒径尺寸这一微观角度对其分析。主要工作总结如下:(1)通过阅读大量相关文献,了解泡沫的基本理论知识,并结合微观试验,对泡沫的微观形貌、结构组成以及生长过程进行描述。根据起泡工艺,选择起泡体积、析液半衰期和泡沫综合指数度量泡沫的起泡性和稳定性,定性定量评价泡沫性能,并指出其影响因素,加以分析。(2)采用Warning-Blender搅拌法对试验试剂进行发泡,对国外1、国外2、国内3试剂进行较大浓度范围预实验,确定合理的浓度梯度。不同浓度下,起泡剂溶液的发泡性和稳定性,综合评价泡沫性能,并提出适宜浓度建议值。分别配置3%浓度的国外1和C试剂进行温度试验,研究泡沫性能随温度的变化情况,并分析结果,解释作用机理,指出温度对半衰期影响显著。(3)利用百特图像颗粒分析系统BT-1600进行微观试验,观察泡沫在光学显微镜下的形貌和结构。分别配置3%浓度的八种试剂,获得其初始时刻泡沫粒径分布,属于微泡沫体系。以国外1试剂为例,研究不同浓度对其泡沫粒径分布的影响,并解释影响机理。研究整体泡沫体系直径动态变化,从气泡尺寸方面分析泡沫衰变机理。