Способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термосваи

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА ПРОМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА ВОКРУГ ТЕРМОСВАИ , включающий размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и, измерение температур , отличающийся тем, что с целью снижения трудоемкости работ, после размещения в массиве грунта испарителя его конденсатор экранируют от воздействия воздуха и измерение температур производят на поверхности конденсатора при установившемся теплообмене между грунтом испарителем - конденсатором - атмосферой , а радиус .промораживания грунта определяют по формуле (tp-tK) РИ r,p6() F где t.,to,t - температура соответственно поверхности конденсатора , воздуха и замерзания воды в грунте,С; oL - коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатсра и возду (Л хом, Вт/м град; с А - коэффициент теплопроводности мерзлого . .грунта, Вт/мтрад; Р|д - площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя термосваи, м; се 4 г, - радиус испарителя термосвай , MJ со R - радиус промораживания грунта, М.

СООЗ СОВЕТСКИХ

ONW

РЕСПУБЛИН

„SU„„1094901

3Ь9 Е 02 D 3/12; Е 02 D 33/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и измерение температур производят на поверхности конденсатора при установившемся теплообмене между грунтом— испарителем — конденсатором — атмосферой, а радиус промораживания грунта определяют по формуле б

R г ехр ("о К), «д г и 4(к в) Рк где к,, ф температура соответственно поверхности конденсатора, воздуха и замерзания воды в грунте,"С; коэффициент теплообмена между поверхностью Е к .Ри

R (21) 3507817/29-33 (22) 01. 10. 82 (46) 30.05. 84. Бюл. В 20 (72) Ю.А. Алек с андр ов, С.А. Павличенко и Ю.В. Пейхель (71) Северное отделение Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова. (53) 624.3(088.8) (56) 1. Методика мерзлотной съемки. М., изд-во МГУ, 1979, с. 41-43.

2. Рекомендации по проектированию и устройству парожидкостнык охлаждающих установок при строительстве в суровых климатических условиях. M., НИИОСП, 1977, с. 36. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА

ПРОМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА ВОКРУГ ТЕРМОСВАИ, включающий размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и. измерение температур, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости работ, после размещения в массиве грунта испарителя его конденсатор зкранируют от воздействия воздуха конденсатора и воздухом, Вт/м град; — коэффициент теплопроводности мерзлого .грунта, Вт/м град; площади поверхности соответственно кондея- вй сатора и испарителя термосваи, м ; радиус испарителя термосваи м радиус промораживания грунта, м.

1094901

Изобретение относится к строительству в районах с суровыми климатическими условиями, и может применяться для оценки эффективности работы термосвай, используемых для промораживания грунтов оснований зданий и сооружений.

Известен способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термосваи с помощью проведения контрольного колонкового бурения с одновременным извлечением керна и последующего визуального определения наличия мерзлых грунтов 1 3.

Недостатками способа являются большая трудоемкость, сложная технология работ и значительная их продолжительность, а также нарушение естественного состояния грунтов при повторном бурении, что приводит к снижению несущей способности грунтов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термосвай, включающий размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени.и измерение температур L2 ).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость, связанная с необходимостью бурения скважин и последующей их обсадки под установку термометрического оборудования.

Цель изобретения — снижение трудоемкостф работ.

"ЦЖь достигается тем, что согласно способу определения радиуса промораживания грунта вокруг термосваи, включающему размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и измерение температур, после размещения в массиве грунта испарителя его конденсатор экранируют от воздействия воздуха, и измерение температур производят на поверхности конденсатора при установившемся теплообмене между грунтом — испарителем— конденсатором — атмосферой, а радиус промораживания грунта определяют по формуле ("о tк,) и — exp („) Г (1)

Н0 еК ts K

i.де t, t, t — температура соответственк 6 О но поверхности конденсатора, воздуха и замерзания воды в грунте,"C;

a — коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора и воздухом, Вт/м град;

5 Я вЂ” коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, Вт/м град;

F, Р— площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя термосваи, м ;

r — радиус испарителя термои сваи, м;

R — радиус промораживания

15 грунта, м.

На чертеже изображена термосвая, установленная в грунте, поперечный разрез.

В массиве грунта 1 размещен испа2О ритель 2 термосваи с поверхностным конденсатором 3, имеющим защитный экран 4. Позицией 5 показан мерзлый грунт с радиусом промораживания P.

В массиве грунта 1 устанавливают термосваю, состоящую из испарителя

2 и конденсатора 3 с защитным противоветровым экраном 4. Последний предназначен для исключения влияния воздействия ветра на величину теплообмеЗО на между конденсатором 3 и атмосферным воздухом.

В зимний период происходит интенсивный теплообмен между грунтом 1 и холодным атмосферным воздухом посредством термосваи и образование мерзлого грунта 5 с радиусом R. При установившемся теплообмене производят измерение температуры конденсатора 1К, при этом температура конденсатора t„

4р равняется температуре испарителя т.е. к = t>. Одновременно измеряют температуру атмосферного воздуха

t и температуру замерзания воды в грунте о.

45 При установившемся теплообмене в системе грунт — испаритель — конденсатор — атмосферный воздух теплопоток от конденсатора 3 к воздуху q

К и теплопоток иэ мерзлого грунта 5 к

50 испарителю 2 q соответственно равны

И

Чк at" (tк t а) Fz

a(tо ск) (3) 1и R и г„ In и где oL — коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора

1094901

К к и

r и

Составитель P. Погосян

Редактор Н. Данкулич Техред С.Мигунова Корректор Е.Лушникова

Заказ 3550/16 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и атмосферным воздухом, Вт/м град; измеренная температура поверхности конденсатора, град; измеренная температура возду- 5 ха, гра,, температура замерзания воды в грунте, град; коэффициент теплопроводности мерзлого гру.п à, Вт/м ° град; площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя, м радиус испарителя термосваи, м; !

5 радиус промораживания грунта, м.

Из условия теплового баланса

= q „иH,, у ч иHтTbыiвBа я, что t „= t„„ приравнивают правые части (2) н (3).

Решая полученное уравнение относительно радиуса промораживания, полу- чают

Использование предлагаемого способа позволяет снизить трудозатраты за счет исключения paL:от по оборудованию специальных термометрических скважин при оценке эффективности работы термосвай, сократить срок работ на проведение измерений, возможность осуществления серийных измерений.