Способ укрепления обочин дорог, откосов и инженерных сооружений
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1794120
Автор: Бакулин
Текст
СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 01 СЗ/О ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАН РЕТЕ К ПАТЕН/3 расстоянии 1,5 - 2,0 м от полотна полняют параллельно ему скважиой до коренных или скальных позмещают в них невзрывные очники, А виброколебания на грунт ят в два этапа: сначала в диапазо Гц с одновременным нагнетанинт разупрочняющих веществ до ределения упругих напряжений состояния сжатия на растяжение, еходят на частоту, равную частоте ных колебаний грунта, с одновреагнетанием скрепляющих раствориобретения прочности, равной нормативной или проектной велип.ф-лы, 3 ил,гс,М 5,Н,Ба улин и ВулинельствоК,Некра лин томобильных дорог / ва, том 1, М.Т., 1980. с. Фатеестичных гБелгород,(54) СПОСРОГ, ОТКОЖЕНИЙ1,57) Исполническое с ное и гидротехущность изобрее: дороьство,зова рои их ВВ и камуфлетное взрывание с последующим упрочнением грунта.взоне массива, прилегающего к взрыву.Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не позволяет работать в выбранном диапазоне частот, далеко не безопасен, требует остановки технологического процесса при производстве взрывов, требует перемещения больших объемов грунта и щебня, а также бурения большого объема скважин и шпуров.Цель изобретения - повышение эффективности укрепления,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу бурение скважин выполняют параллельно полотну дороги на расстоянии 1,5 - 2,0 м от него, глубиной до коренных или скальных пород, размещают в скважинах невзрывные источники колебаний, а виброколебания на грунт производят вдва этапа: сначала вдиапазо 601500 Гц Н,Т. и др, Упрочнение вязкоплаунтов камуфлетным взрывом, 988, с, 25-28.Б УКРЕПЛЕНИЯ ОБОЧИН ДОСОВ И ИНЖЕ Н Е РН ЫХ СООРУЗаявляемое изобретение относится к строительству, дорожному и гидротехническому строительству и может быть использовано для укрепления грунтов и горных пород при проведении инженерных работ с использованием упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации.Известен способ укрепления обочин дорог, включающий снятие верхнего слоя почвы. нанесение слоя щебня, возвращение на старое место верхнего слоя почвы и двойной засев ее многолетними травами.Известен способ трудоемок, нетехнологичен, связан с перемещением больших объемов грунта и щебня и не использует для управления состоянием и свойствами грунта вибровоздействия в выбранном диапазоне частот.Известен способ укрепления обочин дорог, откосов и инженерных сооружений, включающий бурение скважин, заряжание тения; на дороги вь ны глубин род, Ра виброист производ не 60-150 ем в гру перерасп грунта из затем пер собствен менным н ров до п половине чины, 5 3. 1794120 Ас одновременным нагнетанием в грунт разупрочняющих растворов до перераспределения упругих напряжений грунта изсостояния сжатия на растяжение, затем переходят на частоту, равную частоте собствен н ыхкол ебаний грунта, содновременным нагнетанием скрепляющихрастворов до приобретения прочности, равной половине нормативной или проектнойвеличины,10Скважины бурят на расстоянии 5-9 мдруг от друга.Разупрочняющие растворы нагнетаютнагретыми до 80 С,В качестве упрочняющих растворов ис- "5пользуют цементные растворы.В качестве разупрочняющих растворовиспользуют ПАВ, или гидроокись натрия,или гидроокись натрия с метанолом.С целью повышения гидро- и аэродинамических связей грунта диапазон колебаний увеличивают до 20 кГц инициируют напути распространения упругой волны кгвитирующие процессы, причем энергию канитирующего пузырька, возникающего в зонеразрежения упругой волны и схлопывающегося в зоне сжатия волны, определяют извыражения30Е =Ро й 4/3,где Ро - прочность грунта на растяжение вотсутствие упругой волны, кг/см;Й - размер кавитирующего пузырька,мм. , 35На фиг. 1 приведена схема реализации способа,где 1 в полотнодороги,2 -обочина дороги,З - скважина для размещения в них виброисточников, 4 - виброисточник, 5 -упруговязкое тело, 6 - компрессор высокого 40давления ЭУ - 5 или ЭУ - 7, 7 - электронный пульт управления для синхронизации работы группы виброисточников,8 - информаци,онно-вычислительный комплекс (ИВК); на фиг. 2 приведены пороги кавитации на раз ных частотах; на фиг, 3 - экспериментальные данные, показывающие поведение радиуса кавитирующего пузырька при постоянном давлении на частоте 10 кГц;, где 1 - при Ро=10 Па,2 - при Ро=510 Па,З - при. 505 5Ро =10 Па.Способ осуществляют следующим образом.На удалении от полотна дороги 1,5-2,0м и параллельно ему бурят шпуры или сква жины 3, размещают в них виброисточники 4 и заполняют скважины 4 упруговязким телом 5. в качестве материала которого используют мокрый кварцевый песок, мелкий щебень и другие минеральные добавки вперемешку с водой. Величину акустического сопротивления материала упруговязкого тела 5 подбирают примерно равной величине акустического сопротивления грунта, что необходимо для лучшей передачи акустического импульса в грунт для приведения его в возбужденное состояние и наведения в нем проницаемости при нагнетании в грунт ПАВ, гидроокиси натрия или гидроокиси натрия с метанолом, причем скважины 3 для . размещения в них виброисточников 4 бурят Ф 200 - 300 мм и глубиной до коренных или скальных пород, что необходимо для того, чтобы при нагнетании в грунт в основание грунта скрепляющих растворов грунты имели монолитное основание и составляли между отдельными неоднородностями грунта единое сцепление. Максимальный диаметр скважины 3 выбирают, исходя из оптимальных условий возбуждения упругих колебаний, в диапазоне 60-1500 Гц, исходя из структурных особенностей грунта и условий волнового подобия, так как волна лишь тогда взаимодействует со встречающейся на ее пути неоднородностью, если она соизмерима с нею или меньше ее, При скорости Р-волн в грунте 1800 м/с и частотах 60 и 1500. Гц длины волн соответственно составляют: на 60 Гц длина волны =(1800 м/с)/(60 Гц)= 30 м, на 1500 Гц длина волны =.1,2 м и, учитывая, что размеры неоднородностей, слагающих основание грунта, находятся в пределах 1,0 - 30 м, то выбор диапазона частот 60 - 1500 Гц обусловлен структурными особенностями грунта и позволяет привести грунт в возбужденное состояние в выбранном диапазоне частот в совокупности с нагнетанием н грунт разупрочняющих растворов, в качестве которых используют . ПАВ, гидроокись .натрия или гидроокись натрия с метанолом, причем для глинистых грунтов или грунтов с низкой степенью пористости растворы нагревают до Вибровоздействия на грунт производят поэтапно; вначале их производят в диапазоне 60 - 1500 Гц в совокупности с нагнетанием разупрочняющих растворов и вибровоздействия осуществляют в течение времени, при котором деформации сжатия грунта сменят деформации растяжения, что соответствует оптимальной проницаемости грунта, затем переходят на частоту вибровоздействия, равную частоте собственных колебаний грунта в совокупности с нагнетанием в грунт скрепляющих растворов, и вибровоздействия производят в течение времени, при котором прочность скрепляющих растноров, в качестве которых исполь1794120 ствие упругой волны 35 40 50 55 зуют тон козернистый цемент или силикаты, достигнет примерно половины проектной или нормативной величины,Для низкопористых грунтов или грунтов, обладающих значительной прочностью, разупрочняющие растворы гидроокись натрия или гидроокись натрия с метанолом нагревают до 80 С, возбуждают мощные ультразвуковые колебания в диапазоне 1 - 20 кГц инициируют на пути распространения упругой волны кавитирующие явления, причем энергию кавитирующего пузырька, образующегося в зоне разрежения упругой волны и схлопывающегося в зоне сжатия волны, определяют из выражения: Е = К РЛ 4/3, где Ро, - давление взпорах и тгещинах грунта в отсутствие волны, кг/см; В - размер кавитирующего пузырька, мм,Образующиеся на пути распространения волны микро-"и макроударные потоки флюидов способствуют резкому увеличению проницаемости грунта и улучшению гидро- и аэродинамических связей грунта и более полному заполнению пор и трещин скрепляющими растворами.Амплитуду источников 4 колебаний медленно поднимают от минимального до максимального уровня, при этом время синхронизации - врегля совместной работы группы виброисточникав 4 осуществляют с использованием электронного пуль-а 7 управления, связанного обратной связью с компрессором б высокого давления типа ЭУили Э 2 - 7, от которого в источник подают импульс сжатого воздуха под давлением от 60 до 300 атмосфер, который воспринимают тензодатчиком, преобразуют в электрический сигнал и подают в ИВК 8, в котором по заранее заданной программе осуществляют корректировку импульсов волн давления и синхронизацию работы группы виброисточников.При работе группы виброисточников происходит перераспределение поля упругих напряжений на пути распространения волн сжатия и растяжения порождаемыхупругой волной и имеет глесто частичная дегазация грунта. Эти явления имеют место как при работе группы виброисточников, так ипри работе одного виброисточника,Таким образом грунт обрабатывается всеми видами сжимающих и растягивающих нагрузок, что способствует повышению эффективности способа, снижению его энергоемкости и при этом на порядок снижаются затраты на производство работ по укреплению грунта по сравнению с имеющимися традиционными способами. Сущность способа состоит в том, что под воздействием. мощных вибрационных колебаний в грунтах возникают волны сжатия и растяжения, действующие на флюиды жидкости и газы, содержащиеся в порах и трещинах грунта, как тектонический насос, то есть в грунтовом массиве имеет место 5 10 15 20 25 30 перемещение-миграция флюидов во много раз, на несколько порядков превышающая эту величину при обычных условиях, в отсутЭто явление авторы назвали упругим миграционным геоэффектом, Оно имеет место в различных диапазонах частот Гц - кГц- мГц и сопровождается:перераспределением поля упругих напряжений на пути распространения упругойволны и мигрующих вслед за ней флюидов;частичной дегазацией грунта, то есть истечением газовых компонент из пор и трещин при вибровоздействиях;кавитир ющими процессами в грунтахпри соблюдении условий, что направлениераспространения волны совпадает с направлением пор и трещин по их простиранию;соизмеримости длины волны и размеров пор и трещин по их простиранию;если на пути распространения волнывстречаются участки грунта, нагретые свыше 30 С;если частота зондирующих импульсовблизка к частоте собственных колебаний флюидов, содержащих в порах и трещинах грунта.Преимущества способа состоят в том,что размещения виброисточников по предлагаемому способу позволяст: возбуждать упругие колебаний в выбранном диапазоне частот в режиме накопления, что дает возмокность закачать в грунтовой глассив упругую энсргию, необходимую для повышения проницаемости массива;управлять состоянием и свойствами грунта за счет нагнетания в глассив оазупрочняющих или упро гняющих растворов;повысить эффективность способа и его энергоеглкость. Использование заявляемого спосооа позволит значительно снизить затраты наукрепление обочин дорог, откосов и инженерных сооружений за счет использования упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации в грунтовом массиве лри высоких РТ-параметрах и повысить эффективность способа по сравнению с имеющимися классическими способами укрепления грунта: съем верлего слоя почвы, выборка асти грунта и засыпка на сго место слоя1794120 4дг оо м щебня и нанесение верхнего слоя почвына прежнее место с двойным засевомтрав. Формула изобретения 1. Способ укрепления обочин дорог, откосов и инженерных сооружений, включающий бурение скважин, заряжание их ВВ и камуфлетное взрывание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности укрепления. бурение скважин выполняют параллельно полотну дороги на расстоянии 1,5-2,0 м от него, глубиной до коренных или скальных пород, размещают в скважинах невзрывные виброисточники и виброколебания на грунт производят в два этапа: сначала - в диапазоне 60 - 1500 Гц с одновременным нагнетанием в грунт разупрочняющих веществ до перераспределения упругих напряжений грунта из состояния сжатия на растяжение, затем - переходят на частоту, равную частоте собственных колебаний грунта с одновременным нагнетанием скрепляющих растворов до приобретения прочности равной половине нормативной или проектной величины.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что скважины бурят на расстоянии 5 - 9 м друг от друга,Ожидаемый экономический эффект отвнедрения заявляемого способа составляет34 т,руб. в год,3. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разупрочняющие растворы нагнетают нагретыми до 80 С.4, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве упрочняющих растворов используют цементные растворы. 5. Способ поп,1,отличающийся тем, что в качестве разупрочняющих растворов используют ПАВ, или гидроокись натрия, или гидроокись натрия с метанолом.б, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения гидро- и аэродинамических связей грунта, диапазон колебаний увеличивают до 20 кГц и инициируют на пути распространения упругой волны кавитирующие процессы, причем энергию кавитирующего пузырька, возникающего в зоне разряжения упругой волны и схлопывающегося в зоне сжатия волны, определяют из выражения Е = лР В 4/3, где Ро - прочность грунта на растяжение в отсутствие упругой волны, кг/см; й - размер ка вити рующего пузырька.1794120 ф рСоставитель А.Бакулин Редактор Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 526 Тираж Подписное ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наф., 4/5,роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1
СмотретьЗаявка
4939975, 29.04.1991
А. В. Бакулин и В. Н. Бакулин
БАКУЛИН АНДРЕЙ ВИКТОРОВИЧ, БАКУЛИН ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: E01C 3/06
Метки: дорог, инженерных, обочин, откосов, сооружений, укрепления
Опубликовано: 07.02.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1794120-sposob-ukrepleniya-obochin-dorog-otkosov-i-inzhenernykh-sooruzhenijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ укрепления обочин дорог, откосов и инженерных сооружений</a>
Предыдущий патент: Состав для проклейки волокнистых материалов
Следующий патент: Способ поверхностной обработки покрытий
Случайный патент: Станок для обработки длинномерныхизделий