土压平衡盾构法由于其施工安全性高、机械化程度高、掘进效率高等特点，逐渐成为当下城市轨道交通工程的主要施工工法。由于盾构掘进地层存在颗粒分布不均、松散性高、自稳性差等问题，通常采用水、泡沫剂、膨润土泥浆、分散剂、高分子聚合物等改良材料，对刀盘掌子面、土舱、螺旋输送机位置的盾构渣土进行改良，实现盾构掌子面水土压力的稳定以及盾构渣土的顺畅排出。本研究针对盾构掘进常见的砂黏复合地层，通过室内试验、现场试验、机器学习相结合的方法，对复合地层改良渣土流变力学特性、压缩特性、渗透特性进行了研究，提出了不同黏土占比的复合地层最优改良方案；同时提出了适用于盾构现场的渣土性能测试方法，验证了改良方案的优越性。采用聚类分析结合机器学习的方法，提出了改良渣土分级评级标准及改良效果预测模型，实现了土压平衡盾构渣土改良效果的快速判断。

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