Способ закрепления массива несвязного грунта

 

Использование: строительство и горная промышленность. Способ закрепления массива несвязного грунта осуществляется следующим образом: одновременно с импульсными воздействиями на массив грунта возбуждают дополнительные импульсные воздействия на закрепляющий раствор со сдвигом фаз импульсных воздействий на массив грунта и дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор от 1/4 до 3/4, преимущественно 1/2 периода импульсных воздействий на массив грунта. Частота следования импульсных воздействий на массив грунта и дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна собственной частоте колебаний массива грунта. Частота следования импульсных воздействий на массив грунта или дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна частоте звукокапиллярного эффекта закрепляемого грунта. Способ обеспечивает повышение эффективности закрепления массива грунта за счет увеличения дальности проникания раствора в поры грунта. 3 з.п. ф-лы. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 02 0 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4934929/33 (22) 28.02.91 (46) 07.07.93. Бюл, N 25 (76) П, П, Гурковский и С. А, Панов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 164839, кл. Е 02 D 3/12, 1964.

Авторское свидетельство СССР

N 1222755, кл. Е 02 D 3/12, 1984. (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА

НЕСВЯЗНОГО ГРУНТА (57) Использование: строительство и горная промышленность. Способ закрепления массива несвязного грунта осуществляется следующим образом: одновременно с импульсными воздействиями на массив грунта возбуждают дополнительные импульсные воздействия на закрепляющий раствор со сдвигом фаз импульсных воздейИзобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к способам закрепления массива несвязного грунта, Цель изобретения — повышение эффективности закрепления за счет увеличения дальности проникания раствора в поры грунта.

Способ закрепления массива несвязного грунта осуществляют следующим образом:

На подлежащий закреплению массив грунта осуществляют периодические импульсные (например ударные) воздействия, вводят под давлением закрепляют раствор и одновременно возбуждают дополнитель„„ Ы„„1827002 АЗ ствий на массив грунта и дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор от 1/4 до 3/4, преимущественно

1/2 периода импульсных воздействий на массив грунта. Частота следования импульсных воздействий на массив грунта и дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна собственной частоте колебаний массива грунта. Частота следования импульсных воздействий на массив грунта или дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна частоте звукокапиллярного эффекта закрепляемого грунта, Способ обеспечивает повышение эффективности закрепления массива грунта за счет увеличения дальности проникания раствора в поры грунта. 3 з,п. ф-лы, ные импульсные воздействия на закрепляющий раствор со сдвигом фаз относительно импульсного воздействия на массив грунта, Возбуждение импульсных воздействий на массив грунта производят как с поверхности массива, так и внутренними источниками, например, непосредственно из основной скважины для нагнетания раствора путем установки в скважину вращающегося с определенной частотой эксцентрика или из дополнительных подземных источников импульсных воздействий, например, из дополнительных, расположенных в непосредственной близости от основной скважины, скважин. При необходимости создания значительных импульсных воздействий на

00 Э 4

О

О ЬЭ (1) () 1827002 массив грунта используют установки для создания периодических гидровэрывов или периодических взрывов в грунте.

Одновременно с возбуждением импульсных воздействий на массив закрепляемого грунта производят нагнетания закрепляющего раствора и возбуждение непосредственно в закрепляющем растворе от другого источника дополнительных импульсов воздействий со сдвигом фаз от 1/4 до 3/4, преимущественно 1/2; периода импульсного воздействия на массив грунта. При этом в моменты относительного увеличения размера пор между частицами грунта, происходящего периодически вследствие импульсных воздействий на массив грунта, обеспечивают импульсный подвод очередных периодических порций закрепляющего раствора вследствие возбуждения в нем дополнительных импульсных воздействий.

Для повышения эффективности проникновения закрепляющего раствора в поры грунта частота следования импульсных воздействий на массив грунта или дополнительных импульсных воздействий на массив грунта или дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна собственной частоте колебаний массива закрепляемого грунта.

Собственную частоту колебаний закрепляемого массива грунта определяют по осциллограмме контроля прохождения сейсмических волн, искусственно возбуждаемых в массиве грунта, либо рассчитываf ют по формуле fc.K.= —, где

Т /

Т= Е П, а Е и П это физические константы закрепляемого грунта, определяемые экспериментально, При этом в результате совпадения частот возникает явление резонанса колебаний, что обеспечивает возрастание в 1,5 — 2 раза амплитуды колебания частиц грунта, а следовательно и в 1,5-2 раза периодическое увеличение относительного размера пор между частицами грунта. Это позволяет также в 1,2 — 2,5 раза снизить затраты энергии на создание импульсных воздействий.

Для дальнейшего повышения эффективности проникновения закрепляюшего раствора в массив грунта обеспечиваютсовпадение или кратность частот импульсных воздействий с частотой проявления звукокапиллярного эффекта в капиллярах пор за5

55 крепленного грунта, которая обычно составляет от 20 до 60 кГц, В результате одновременных импульсных воздействий на массив грунта и на закрепляющий раствор и при совпадении частот радиус упрочнения массива (т,е. дальность проникновения закрепляющего раствора в поры грунта) существенно увеличивается. Как показали испытания, по сравнению со способом-прототипом, радиус проникновения карбамидной смолы вязкостью 10 сП при давлении 0,02 МПа, а также глинистого раствора, для различных видов грунта и при аналогичных суммарных затратах на возбуждение импульсных воздействий, увеличился на 25 — 407.

Описываемый способ может быть использован для закрепления различных грунтов, но наибольший эффект наблюдается на слабофильтруемых и несвязных грунтах.

Формула изобретения

1. Способ закрепления массива несвязного грунта, включающий введение в грунт закрепляющего раствора и импульсные воздействия на массив грунта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности закрепления за счет увеличения дальности проникания раствора в поры грунта, одновременно с импульсными воздействиями на массив грунта возбуждают дополнительные импульсные воздействия на закрепляющий раствор со сдвигом фаз импульсных воздействий на массив грунта и закрепляющий раствор от 1/4 до 3/4, 2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что частота следования импульсных воздействий на массив грунта и(или) дополнительных импульсных воздействий на закрепляющий раствор близка или кратна собственной частоте колебаний массива грунта.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что частота следования импульсных воздействий на массив грунта или на закрепляющий раствор близка или кратна частоте звукокапиллярного эффекта эакрепляемого грунта.

4. Способ по пп, 1 — 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что импульсные воздействия на массив грунта и закрепляющий раствор возбуждают со сдвигом фаз преимущественно

1/2 периода импульсных воздействий на массив грунта.