Способ термического укрепления массива грунта

(5 й)5 Е 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУазом. оянии обраих заом 4(71) Московский текстил ьн ый институтим,А, Н.Косыгина(56) Авторское свидетельство СССРМ 990961, кл. Е 02 0 3/11, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 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 проса- дочных 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 обрВ укрепленном грунте 1 на расстА, определяемом из зависимости (1),зуют две скважины 2,. герметизируюттворами 3, соединенными с агрегатгорячих газов,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,А (1)г(1 --- "1)Тзгде Йи - радиус теплового влияния, м;Т - заданная температура нагревания грунта на внешнем контуре, С;Ти - 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 Р 1. пока температура начала испарения воды в грунте 1, равная 8090 С.,не достигнет границы 5 распространения радиуса теплового влияния В что фиксируют термопарами 6 с записывающими приборами 7. После этого проходят шпур 8 на рав 1675494ном расстоянии между скважинами 2 и под.ключают его к вакуум-насосу 9. На второмэтапе в скважины 2 подают горячие газы поддавлением Р 2 согласно зависимости,2),0,5К - 1 4 Р 1 2Кгде Р 1 - давление газов на первом этапенагревания грунта, МПа;К - отношение показателей термограммпервого и второго этапов нагреванием грунта (К 1:К 2),Удаление воды и ее паров из шпура 8вакуумированлем ведут, пока грунт 1 на расстоянии Ви не нагреется до заданной температуры, например 300400 С, дляустранения присадочности грунта,Нагрев грунта до 80 - 90 С на первомэтапе с распространением ее на величинурадиуса Ви, а на втором этапе до заданной,нагрева воды, равную 8090 С и за пределами контура радиуса Ви, и ее можно откачивать. При этом тепловая энеогияконденсации воды остается в пределах укрепляемого грунта как источник его нагрева. Выдерживание избыточных давленийгорячих газов на первом и втором этапах,равных Р 1 и Р 2, позволяет грунт между гранлцей 5 нагревать до заданной температуры Т-. за счет интерференции смежныхтепловых полей без дополнительной затраты энергии,Предлагаемый способ тем эффективнее, чем больше влажность грунта и чембольше его пористость,П р и м е р, На двух участках осуществляли термическое укрепление просадочногосуглинка 1 типа по просадочности согласноописанной технологии, Исходные данные .А = 3 м; Ти =- 85 С, Тз = 340 С;То = 2 Тз = 680 С; пористость грунта 0,5 и 0,6;степень влажности 0,8 и 0,9; плотность грунта У = 1680 кг/м; удельная масса скелета3.грунта Ус = 2,7 т/м; влажность грунта 0,222и 0,389; глубина присадочной толщи Н = 10 м;К 1=-2, К 2=1, К=2;Р=О,1 МПа; Р 2=0,3 МПа,Ви =- 1 м. Расчетные характеристики обьемукрепленного грунта 70,65 м; тепловые потери за контур 40 и 72 МДж/м . Для известного способа соответственно: 31,4 м, 105 и234 МДж/мПримененное оборудоваие: буровая установка БГМ, агрегат горячих газовУСВТМс температурой на выходе до800 С, вакуум-насос РМК, термопарыТХА-ХН с приборами ЗППМ 2 класса точности 0,5, влагомеры передвижные нейтронного типа НИВ, затворы винтовые с патрубками конструкции М И СИ им, В.В. Куйбышева, пирометры ОППИР. 5 Схема формирования температурного поля вокруг скважин характеризуется термограммами: на первом этапе с показателем К 1 (кривая 10), на втором этапе с К 2 (кривая 11) и в.результате перераспределе ния тепловой энергии после окончания термообработки (кривая 12),Результаты укрепления грунта предлагаемым и лзвестным способами на двух площадках приведены в таблице, 15 Приведенные в таблице данные показывают, что энергоэатраты снижаются в 2,6- 3)3 разс 3 Формула изобретения Способ термического укрепления мас сива грунта, включающий образование пары скважин, их герметизацию, генерирование и введение под давлением в грунт через скважины горячих газов, нагревание грунта на внешнем контуре укрепля емого 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, во время нагревания. грунта на вто ром этаг 1 е 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 превы шающей заданную, давление газов на втором этапе нагревания грунта принимают равным величине, вычисляемой по зависимостиР 2 где Р 1 - давление газов на первом этапе нагревания грунта, МПа;К- отношение показателей термограммпервого и второго этапов нагревания грунта 45 (К 1:К 2), а расстояние между скважинами определяют из зависимости3 Ви2(1 -- ) где Ви - радиус теплового влияния скважины, м;Т - заданная температура нагревания грунта на внешнем контуре, С;Ти - температура нагревания грунта напервом этапе, С,, ул.Г на, 101 Заказ 2984 Тираж 390 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5