Способ термического укрепления макропористого грунта

Способ термического укрепления макропористого грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению оснований фундаментов, возводимых на макропористых грунтах, путем термического воздействия с ликвидацией их просадочных свойств. Изобретение направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что перед бурением скважины осуществляют осушение укрепляемого массива путем вакуумирования. Газы ..:.гнетают в грунт с температурой , равной . 00-1600°С. Горячие газы и воздух нагнетают поочередно через участки скважины с равной высотой. Приводятся математические зависимости для определения массовой влажности при осушении и продолжительности периода нагнета- . ния воздуха. 1 табл., ил. ё (Л СХ) о 00 о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 011

А1

F 02 D 3/!!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4030202/31-33 (22) 28.02.86 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов, Г. П. Гусева и Ю. A. Юрданов (53) 624.! 38.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 914714, кл. Е 02 D 3/1.1, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1974. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАКРОПОРИСТОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению оснований фундаментов, возводимых на макропористых грунтах, путем термического воздействия с ликвидацией их просадочных свойств. Изобретение направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что перед бурением скважины осуществляют осушение укрепляемого массива путем вакуумирования. Газь .."гнетают в грунт с температурой, равнои 00 †16 С. Горячие газы и воздух нагнетают поочередно через участки скважины с равной высотой. Приводятся математические зависимости для определения массовой влажности при осушении и продолжительности периода нагнета, ния воздуха. 1 табл., 1 ил.

130870

20

M = т„™, с, гдет,—

Ь т,— т

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению оснований фундаментов, возводимых на макропористых грунтах, путем термического воздействия с ликвидацией их просадочных свойств.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

На чертеже изображена скважина и размещение оборудования и средств для контроля отдельных процессов, вертикальный разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале бурят скважину 1 и шпуры 2, размещенные по внешнему контуру 3 укрепляемого массива грунта 4, через которые осушают грунт 4 вакуум-насосами 5 до массовой влажности, определяемой из следующей зависимости, что фиксируется непосредственным отбором проб грунта из шпуров 2: где T» — температура конденсации паров влаги, C;

С» — теплоемкость грунта при. температуре Т, МДж/кг . С; 25

С, — скрытая теплота парообразования, МДж/кг.

После этого в скважину 1 устанавливают блок 6, содержащий электронагреватель 7, трубопроводы 8 для подачи сжатого

30 воздуха, диафрагмы с термостоикими сальни ками 9, разделяющими скважину 1 на равные по высоте участки, и опорную плиту 10, Затем герметизируют скважину 1 затвором

11 с патрубком 12 для визуального наблюдения за процессами внутри скважины 1 и опробуют всю систему на герметичность.

После этого электронагреватель 7 через один участок подключают через трансформатор

13 к электросети 14 и подают в эти участки сжатый воздух по трубопроводу 8 в количестве, необходимом для генерации нагретых 40 газов с температурой 1200 — 1600 С, регулируя его вентилями 15. Одновременно в другие участки подают сжатый воздух при отключенных электронагревателях 7. Продолжительность нагнетания в грунт 4 горячих газов определяется из зависимости т Чг (Тг — ТР) (2)

Ур Тр продолжительность периодов нагнетания в грунт горячих газов, ч; скорость горячих газов на входе в грунт, м/ч; скорость сжатого воздуха на входе в грунт, м/ч; температура горячих газов на входе в грунт, С;

55 температура укрепления грунта на внешнем контуре, С.

2

Подачу сжатого воздуха продолжают до окончания периода, определяемого из зависимости (2).

Затем участки нагнетания в грунт .нагретых газов и сжатого воздуха меняют местами и процесс термического укрепления грунта 4 продолжают, пока расчетная температура устранения просадочных свойств грунта, например 350 †4 С, не достигнет внешнего контура 3. После чего оборудование демонтируют, а ствол скважины 1 заполняют местным грунтом, его смесями или бетоном. Сжатый воздух генерируют в компрессорных установках 16, а температуру грунта 4 контролирук>т термопарами 17 с приборами 18.

Пример. На участке строительства выполнялось термическое управление макропористого грунта влажностью 0,19 и 0,38 на глубину 12 м. Температура конденсации влаги т„== 100 С. Скважина 1 и шесть шпуров

2 по внешнему контуру 3 укрепляемого грунта 4 пробурены установкой УГБ-50, шпуры 2 оборудовались вакуум-насосами 5 и осуществлялось осушение грунта 4 до массовой влажности, равной согласно зависимости (1) М = 0,04. Затем вакуум-насосы 5 отключались, а в скважине 1 монтировался блок 6, включающий сборку электронагревателя 7 из сплавов с т»„— — 1660 С, трубопроводов 8 для подачи воздуха, диафрагмы с термостойкими сальниками 9 из такого же сплава, разделяющие высоту скважины 1 на равные участки по 2 м, и опорную плиту 10 из динасового кирпича. Затем скважина 1 загерметизирована затвором 11 с патрубком 12 для визуального наблюдения за процессами внутри скважины 1, вся система опробована на герметичность. Электронагреватели 7 подключались через печной трансформатор 13 к внешней сети 14. Трансформатор . .3 обеспечивал силу тока 2200 и

2500 А и напряжение 24 и 36В. Сжатый воздух подавался в каждый из участков по трубопроводам 8 от компрессорной установки 16 с регулированием вентилями 15.

Применялись компрессоры 16 с производительностью 5 — 6 м /мини избыточным давлением на ресивере 0,5 — 0,6 МПа. Контроль температурного поля осуществлялся с помощью системы термопар 17 и самопишущих приборов 18. Термопары 17 устанавливались в шпуры 2. Контроль влажности грунта при осушении выполнялся через шпуры 2 непосредственным отбором проб и испытанием влажности грунта непосредственно на месте с помощьк> переносной полевой лаборатории. Периоды подачи сжатого воздуха рассчитаны в соответствии с зависимостью (2) .

Расчет гехнологических параметров приведенн в та бл и це.

1308705

Показатели для способа

Характеристика процесса известного предлагаемого

M=0,04 И.=0,19 M=0,39 5=0,04

Температура, газов Т,, С

1600 1400 1200

1000

12800 12000

10200

Отношение скоростей газов и сжатоro воздуха на входе в грунт Чг /Ч

2,5 2,0 1,5

1,3

Продолжительность периода нагнетания

1,2 1,4 2,0 газов, ч

То же, подачи воздуха, ч

42 40

М = Т„гс, «сп чг (Тя — Tv) в г 1 г в р

Формула изобретения

Для работ принято по 5 периодов подачи сжатого воздуха и нагнетания в грунт горячих газов (К-5). Укрепляемый макропористый грунт вокруг каждой скважины имел размеры по контуру температуры

Tp — — 400 С, ограниченные радиусом, равным

1 м. Общий объем укрепленного грунта был равен 50 м.

Тепловая мощность скважины, ИДж/ч 14000

Общая длительность процесса укрепления грунта, ч 51

Расход тепла, Идж/м 1680

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность сократить расход тепла в

1,33 — 1,9 раз при сокращении длительности процесса в 1,18 — 1,5 раза.

Способ термического укрепления макропористого грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, генерирование потока горячих газов и поочередное нагнетание в грунт через участки скважины горячих газов и сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, перед бурением скважины осуществляют осушение укрепляемого массива путем его вакуум и рова ни я через шпуры, нагнетание горячих газов ведут при их температуре, равной 1200 — 600 С, а высоту участков скважины принимают одинаковой, при этом осушение укрепляемого массива производят до массовой влажности, М определяемой из зависимости

Работы выполнялись предлагаемым способом раздельно для грунта влажностью

М = 0,38 (полное влагонасыщение), грунта влажностью M = 0,19 и после осушения до влажности М = 0,04 и, кроме того, для грунта после его предварительного осушения до влажности М = 0,04 известным способом.

Сравнительные данные приведены в таблице.

1792 2400 3200

40 а продолжительность периода нагнетания воздуха т — из зависимости где T температура конденсации паров

4 влаги, С;

C теплоемкость грунта при температуре T„, МДж/кг - C;

C„скрытая теплота парообразования, МДж/кг; т, — продолжительность периодов нагне50 тания горячих газов в грунт, ч;

v„— скорость горячих газов на входе в грунт, м/ч;

V, — скорость сжатого воздуха на входе в грунт, м/ч;

T„— температура горячих газов на входе в грунт, C;

Тр — температура укрепления грунта на внешнем контуре. С.

l308705

Составитель А. Прямков

Редактор С. Пекарь Техред И. Верее Корректор !.:. Рошко

Заказ !432/25 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !! 3035, Москва, Ж вЂ” -35, Раушская наб., д. 415

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4