Способ термического укрепления массива грунта

 

Изобретение относится к области строительства , в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием, и направлено на снижение энергозатрат при укреплении грунтов 1 типа по проездомности. Это достигается тем, что во время нагревания грунта на втором этапе из него удаляют вакуумированием воду и ее пары посредством размещаемого между скважинами шпура. Горячие газы вводят в грунт с температурой, в два раза превышающей заданную . Давление газов на втором этапе нагревания грунта определяют по предлагаемой математической зависимости, а расстояние между скважинами принимают равным величине, определяемой по предлагаемой зависимости. Приводятся математические зависимости для вычисления величин давления газов и расстояния между скважинами. Достигается снижение энергозатрат в 2,6-3,3 раза. 1 табл.. 1 ил. w I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)ю Е 02 0 3/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719041/33 (22) 17.07.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Московский текстил ьн ый институт им.А.Н.Косыгина (72) А,П.Юрданов, Г.П.Гусева, В.Д.Кандыбин и Ю.А,Юрданов (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 990961, кл. Е 02 0 3/11, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1364657, кл. Е 02 О 3/11, 1986. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием, Изобретение относится к области строительства, в частНости к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием, Цель изобретения — снижение энергозатрат при укреплении грунтов 1 типа по просадочности.

На чертеже изображены разрез укрепляемого массива грунта и скважин; схема размещения оборудования и термограммы на первом и втором этапах нагревания грунта.

Способ реализуют следующим образом.

В укрепленном грунте 1 на расстоянии

А, определяемом из зависимости (1), образуют две скважины 2, герметизируют их затворами 3, соединенными с агрегатом 4 горячих газов, „„ЯЦ „„1675494 А1 и направлено на снижение энергозатрат при укреплении грунтов 1 типа по просадочности. Это достигается тем, что во время нагревания грунта на втором этапе из него удаляют вакуумированием воду и ее пары посредством размещаемого между скважинами шпура. Горячие газы вводят в грунт с температурой, в два раза превышающей заданную. Давление газов на втором этапе нагревания грунта определяют по предлагаемой математической зависимости, а расстояние между скважинами принимают равным величине, определяемой по предлагаемой зависимости. Приводятся математические зависимости для вычисления величин давления газов и расстояния между скважинами. Достигается снижение энергозатрат в 2,6-3,3 раза. 1 табл., 1 ил. г (1 — — " )

Тз где Яи — радиус теплового влияния, м;

T> — заданная температура нагревания грунта на внешнем контуре, С;

Т вЂ” температура нагревания грунта на первом этапе, С. . Затем проверяют всю систему на герметичность и подают в скважины 2 горячие газы на первом этапе с избыточным давлением Pt, пока температура начала испарения воды в грунте 1, равная 80...90 С., не достигнет границы 5 распространения радиуса теплового влияния R>, что фиксируют термопарами 6 с записывающими приборами 7. После этого проходят шпур 8 на рав1675494 ном расстоянии между скважинами 2 и подключают его к вакуум-насосу 9. На втором этапе в-скважины 2 подают горячие газы под давлением Р2 согласно зависимости (2), 0.5 (К вЂ” 1 ) + Р) ig) 5

К где Р1 — давление газов на первом этапе нагревания грунта, МПа;

К вЂ” отношение показателей термограмм первого и второго этапов нагреванием грун- 10 та (К1 . К2)

Удаление воды и ее паров из шпура 8 вакуумированлем ведут, пока грунт1 на расстоянии Ни не нагреется до заданной темпе,, ратуры, например 300...400сС, для 15 устранения присадочности грунта, Нагрев грунта до. 80 — 90 С на первом этапе с распространением ее на величину радиуса R, а на втором этапе до заданной ,температуры, обеспечивает температуру 20

,нагрева воды, равную 80-.-90 С и за пределами контура радиуса R>, и ее можно откачивать. При этом тепловая энергия конденсации воды остается в пределах укрепляемого грунта как источник его нагре- 25 ва. Выдерживание избыточных давлений горячих газов на первом и втором этапах, равных Р1 и Р2, позволяет грунт между границей 5 нагревать до заданной температуры Т-. за счет интерференции смежных 30 тепловых полей без дополнительной затраты энергии, Предлагаемый способ тем эффективнее, чем больше влажность грунта и чем больше его пористость. 35

Пример, На двух участках осуществляли термическое укрепление просадочного суглинка 1 типа по просадочности согласно описанной технологии, Исходные данные .

А = 3 м; Ти=- 85 С, Тз = 340 С; 40

То = 2T3 = 680 С; пористость грунта 0,5 и 0,6; степень влажности 0,8 и 0,9; плотность грунта Y = 1680 кг/м ; удельная масса скелета з. грунта Y< = 2,7 т/м; влажность грунта 0,222 з, и 0,389; глубина присадочной толщи Н = 10 м; 45

К1 =- 2, К2 = 1, К = 2; Р = 0,1 М Па; Р2 = 0,3 М Па, R< =- 1 м. Расчетные характеоистики: обьем укрепленного грунта 70,65 м; тепловые потери за контур 40 и 72 МДж/м . Для известного способа соответственно; 31,4 мз, 105 и 50

234 МДж/м

Примененное оборудоваие: буровая установка БГМ-15, агрегат горячих газов

УСВТМ-800 с температурой на выходе до

800 С, вакуум-насос РМК-4, термопары 55

ТХА-XLU с приборами ЭПП-9М2 класса точности 0,5, влагомеры передвижные нейтронного типа НИВ-2, затворы винтовые с патрубками конструкции M И СИ им, В.В. Куйбышева, пирометры ОППИР-17.

Схема формирования температурного поля вокруг скважин характеризуется термограммами: на первом этапе с показателем К1 (кривая 10), на втором этапе с К2 (кривая 11) и в.результате перераспределения тепловой энергии после окончания термообработки (кривая 12), Результаты укрепления грунта предлагаемым и известным способами на двух площадках приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные показывают, что энергоэатраты снижаются в 2,63,3 раз

Формула изобретения

Способ термического укрепления массива грунта, включающий образование пары скважин, их герметизацию, генерирование и введение под давлением в грунт через скважины горячих газов, нагревание грунта на внешнем контуре укрепляемого массива до 80-90 С на первом этапе и до заданной на втором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат при укреплении грунтов 1 типа по просадочности, aq время нагревания. грунта на втором этапе осуществляют удаление из него вакуумированием воды и ее паров посредством размещаемого между скважинами шпура, введение горячих газов в грунт производят с температурой, в два раза превышающей заданную, давление газов на втором этапе нагревания грунта принимают равным величине, вычисляемой flO зависимости

Р2

К где Р1 — давление газов на первом этапе нагревания грунта, МПа;

К вЂ” отношение показателей термограмм первого и второго этапов нагревания грунта (К1.К2), а расстояние между скважинами определяют из зависимости

3Ви

Ти )

Тз где R< — радиус теплового влияния скважины, м;

T> — заданная температура нагревания грунта на внешнем контуре, С;

T> — температура нагревания грунта на первом этапе, С.

1675494

Составитель А. Прямков

Техред M. Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Г. Наджарян

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2984 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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