Способ закрепления оттаявшего грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 .ьюДвА 2 51)5 Е 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОбРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ТЕ Я троительству ри закреплеранения вечгрунтовых и водами, ется упроще- продолжиления при о водных раствородлагаемом спосми моментами,ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4803130/33 (22) 16,03.90 (46) 15,01,92, Бюл, М 2 (71) Институт элементоорганических соединений им. А,Н.Несмеянова (72) В,И.Лозинский, К.С.Вайнерман, С.В,Рогожин, Е.Н,Барковская, В.Н,Раэбегин, А.А.Чапаев и Р.В. Максимяк (53) 624.138.4(088.8) (56)Руководство по технологии физико-химического укрепления промерзающих и оттаявших грунтов, М,: Стройиздат, 1977. Безрук В,М. и Тимофеева Л,Д, Укрепление глинистого грунта портландцементом при отрицательных температурах, Материалы к У Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнение грунтов, М.: МГУ, 1968,с. 85 - 91. Изобретение относится к си может быть использовано инии грунта в районах распростной мерзлоты для защитыоткосов от размывания талымЦелью изобретения являние способа и сокращениетел ьности его осуществодновременном сохранении естественногпочвенного комплекса в эакрепляемомгрунте,Способ осуществляют следующим обра Грунт в талом состоянии смешивают с водным раствором поливинилового спирта ПВС), затем полученная композиция замораживается,(54)СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОТТАЯВШЕГО ГРУНТА(57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано при закреплении грунта в районах распространения вечной мерзлоты для защиты грунтовых откосов от размывания талыми водами. Цель изобретения - упрощение способа и сокращение продолжительности его осуществления при одновременном сохранении естественного почвенного комплекса в закрепляемом грунте. Способ включает смещение его с 2 - 87 ь-ным водным раствором поливинилового спирта и последующее замораживание полученной композиции в течение 3-24 ч, Прочность при сжатии и модуль деформации оттаявшего грунта соответственно для песка 0,027 - 0,21 и 0,13- 0,80 МПа, а для суглинка 0,029-0,175 и 0,29-0,59 МПа. 1 табл. Предлагаемыи закрепляющии агент и длительность замораживания его смеси с грунтом обеспечивают структурирование системы, в результате чего образуется полимерная сетка, соединяющая частицы грунта в единое целое, Но это - не монолитный камень, а наполненная грунтом гелеобразная система. которая удерживает воду, не мешает прорастанию растений, при высыхании не рассыпается, а при последующем намачивании не размывается. Сам же используемый полимер - ПВС - не токсичен, не влияет отрицательно на комплекс почвенных организмов.Выбор концентрации в ПВС, используемых в пре обе, обусловлен следующи1705500 4 5 10 4 15 20 Др -РРср При концентрации полимера ниже 2 эффект закрепления оттаявшего грунта незначителен, при помещении образца в воду наблюдается его постепенное размывание, При концентрации ПВС выше 8 существенно возрастает вязкость раствора, что снижает технологичность способа в целом, так как возникают технические трудности приготовления смеси закрепляющего агента и грунта, кроме того, большой расход ПВС удорожает способ. поэтому использование растворов с концентрацией более 8 о нецелесообразно, хотя закрепляющий эффект еще более усиливается. Количество вводимого в грунт закрепляющего агента определяется типом грунта, его водосодержанием, гранулометрическим составом и многими другими природными факторами, поэтому изобретением предусматривается приготовление смесей грунта с закрепляющим агентом до полного влагонасыщения получаемой композиции,Продолжительность замораживания этой композиции составляет 3 - 24 ч. Этот диапазон обусловлен тем, что за время менее 3 ч объемные (т.е, крупные) образцы иногда не успевают замерзнуть. особенно при не очень низких температурах, что в результате не дает воэможности произойти процессам структурирования, и поэтому соединение частиц грунта в единое целое с помощью полимерного геля не происходит; выдерживание же образцов при замораживании более 24 ч надежно обеспечивает замерзание смеси грунта с закрепляющим агентом, а максимальная длительность стадии замооаживания практически не ограничена. Таким образом главное-обязательное замерзание всей системы, именно это после оттаивания приводит к закреплению грунта. Водорастворимый полимер - ПВС - после оттаивания грунта не вымывается из него, а сам грунт в результате не размывается талыми водами, Особенно сильно этот эффект проявляется в случае песчаных грунтов, которые в обычных условиях после оттаивания практически не обладают механической прочностью, разрушаясь даже под нагрузкой собственного веса и очень быстро размываются талыми водами, тогда как смесь песка с предлагаемым закрепляющим агентом после замораживания - отгаивания приобретает механическую прочность, достаточную для сохранения, не размывается талыми водами,Предлагаемый способ закрепления оттаявшего грунта реализован следующим образом. Смешивают при комнатной температуре 1,6 кг воздушносухого песка и 0,6 кг водного раствора ПВС, при этом достигается полнота влагонасыщения песка, Полученную композицию помещают в цилиндрическую металлическую форму высотой 100 и диаметром 45 мм и переносят в климатическую камеру с температурой - 20 С. Через 3-24 ч образцы извлекают из форм с помощью винтового пресса, и после оттаивания измеряют значения деформации образцов при одноосном сжатии с помощью рычажного пресса. Нагрузка прикладывается плавно (не допуская удара) и монотонно возрастает до момента разрушения образца. За этот момент принимается время, в течение которого деформация достигает 25-30;ь от первоначальной высоты объекта.Условно-мгновенное значение прочности определяют из формулы где Рр - нагрузка при разрушении, кгРср = (Ен - Ер)2 - средняя площадь образца (Гн - начальная площадь образца, Рр - максимальная площадь образца при разрушении).Модуль общей деформации (Е) определяют как отношение разрушающей нагрузки к значению общей деформации.Примеры представлены в таблице, Предлагаемый способ является экологически безопасным. поскольку позволяет сохранить естественный почвенный комплекс, так как гелеобразное полимерное связующее, образовавшееся в результате замораживания - оттаивания исходной композиции, хорошо удерживает воду, не размывается талыми водами, не препятствует росту растений и прорастанию семян,Данный способ более прост, так как не требует многостадийной обработки закрепляемого грунта в различных температурных режимах. Необходимо лишь заморозить исходную композицию, что в результате приводит к закреплению оттаявшего грунта. При применении предлагаемого способа в природных условиях энергозатраты на его реализацию минимальны, поскольку наиболее энергоемкая операция - замораживание - осуществляется за счет естественного холода.С помощью такого способа достигается существенное снижение длительности процесса, приводящего к достижению желаемого результата, т.е. закреплению оттаявшего грунта. По сравнению со спосо 25 30 35 40 45 5055Продолжение таблицы бом-прототипом зкономия времени следующая: в данном способе необходимо 3-24 ч для получения положительного эффекта закрепления, а в способе-прототипе - 90-120 сут. Формула изобреения Способ закрепления оттаявшего грунта, включающий смешение его с закрепляющим реагентом и замораживание полученной композиции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения способа и сокращения продолжительности его осуществления при одновременном сохранении 5 естественного почвенного комплекса в закрепляемом грунте, в качестве закрепляющего реагента используют 2-8-ный водный раствор поливинилового спирта, а замораживание композиции осуществляют 10 в течение 3-24 ч.1705500 Продолжение таблицы Составитель Е.БикбулатоваТехред М.Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор Н.Швыдкая Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 178 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5