Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

сточкина (в ЛИСИ), позволившие создать основы способа искусственного противопучинного засоления грунтов, успешно внедрить его и освоить в строительстве.

Наиболее целесообразно производить противопучинное засоление грунтов технической поваренной солью (хлористым натрием), что позволяет обеспечить незамерзание грунтов до -21,2° С, при этом засоление грунтов можно производить как кристаллической солью, так и концентрированным соляным раствором, количество которых определяется по следующим формулам С. Б. Ухова *.

Количество z {кг) кристаллической соли NaCl, вносимое в грунт объемом V z объемным весом у т\м и влажностью W % для получения концентрации грунтового раствора {г/см), обеспечивающего незамерзание грунта при температуре -9", будет равно

,, J£A! . (,U8)

(Ц-0,011Г)(7р-Се)

где k - коэффициент, равный отношению навески соли к содержанию в ней химически чистого NaCl; Wrp - влажность грунтового раствора (№гр= -п. с), %, причем #п. с - содержание прочно связанной воды, которое можно принимать равным примерно 0,7 от максимальной гигроскопичности грунта; ур - удельный вес раствора концентрации Се, г/см, причем ур =1 + 0,65 Се; Се = аС - концентрация грунтового раствора, не замерзающего при температуре -9° С, г/см\ а, п - безразмерные параметры, равные для NaCl следующим величинам:

При е = от о до -4° С а= -0,0167; л=1,00

» 0- от -4 до -14° С а= -0,021; =0,86 » 0= от -14 до 21,2° С а= -0,045; п = 0,59

При внесении в грунт концентрированного раствора соли NaCl количество раствора в литрах Vop с концентрацией соли Со г/см вносимого в грунт объемом V с объемным весом грунта у и влажностью Wo, обеспечивающего концентрацию грунтового раствора Се, г/см, не замерзающего при температуре -9° С, будет определяться выражением

Сотре-Сетор "

где уре - удельный вес раствора концентрации Со, г/сж; уор - удельный вес раствора концентрации Со, г/см.

В цитируемых работах** рассмотрены также вопросы о перераспределении соли с течением времени в засоленном массиве грунта вследствие его диффузии, рассоление массива грунта фильт-

* С. Б. У X о в. Физико-химический способ борьбы с морозным пучением грунтов. Материалы VIII Всесоюзного совепдания по геокриологии, вып. 8. Якутск. 196в

Якутск, 1966.

** См. сноски на стр. 100.

рующими водами и влияние степени засоления грунта на неличину морозного пучения и изменения показателей физико-механических свойств грунтов (сжимаемости и сопротивления сдвигу).

При производстве работ по противопучинному засолению грунтов рекомендуется, учитывая скорость перераспределения соли в массиве грунта, обрабатывать грунт не менее чем за 2-3 месяца до наступления морозов (что определяется соответствующими расчетами).

В последние Годы метод искусственного засоления грунтов успешно внедряется в ряде мест в целях предохранения грунтов от смерзаемости и обеспечения их зимней разработки и укладки в тело земляных сооружений.

Так, удачным примером применения этого метода может служить опыт засоления грунтов основания малонагруженных фундаментов Воркутского телецентра (под руководством И. В. Бойко) и ряд успешных опытов американских дорожников (X. Смита, Р. Хар-ди и др.).

Как показали дальнейшие исследования и производственный опыт, действие только искусственного засоления грунтов для борьбы со смерзаемостью грунтов и как противопучинная мера оказалось недостаточно длительным, так как через 2-4 зимних сезона грунт расселяется и пучение возобновляется. Использование же метода засоления грунтов для односезонной ликвидации смерзаемости или противопучинной обработки грунтов на 2-3 сезона можно рекомендовать для широкого применения на практике.

Искусственное изменение поглощаюиего комплекса грунтов, как метод противопучинной обработки грунтов, базируется, главным образом, на исследованиях 3. А. Нерсесовой * и И. А. Тютюнова **, которые показали, что изменяя состав обменных катионов грунтов, можно значительно снизить пучение их при промерзании, при этом, по степени снижения морозного пучения грунта обменные катионы располагаются в следующий ряд:

Na+, К>Са++; Mg++>Fe+++, А1+

Как было отмечено ранее (см. § 2 настоящей главы; рис. 27, 28, 29), засоление грунтов хлоридами с одновалентными катионами (КС1 и NaCl) полностью устраняет миграцию воды к фронту промерзания и морозное пучение, даже при свободном подтоке воды.

Так на рис. 45 приведены результаты опытов 3. А. Нерсесовой *** с образцами естественного пылеватого суглинка 1 и суглинка, обработанного КС1 (кривые 2, 5) в количестве, соответствующем емкости поглощения, из которого после воздействия КС1 были длительным промыванием -воды удалены водорастворимые соли. Эти опыты показали, что противопучинное действие К-иона сохраняется и проявляется в полной мере, так как миграция воды н пучение

* См. сноску на стр. 66. ** См. сноску на стр. 65. *** См. сноску на стр. 100.

I"

образца грунта, обработанного KCl и отмытого от соли, практически не имели места (рис. 45, кривые 5 и 2).

Однако, как показали полевые опыты в Сковородино *, продолжительность противопучинного действия КС1 сохраняется лишь в течение нескольких (около трех) лет.

Таким образом, физико-химические методы борьбы с морозным пучением грунтов, являясь в чистом виде весьма эффективными и перспективными, требуют, однако, разработки мер по увеличению срока их противопучинного действия.

Обработка грунтов гидрофобизаторами позволяет полностью исключить их пучинные свойства, а применение диспергаторов (МагРгОт) и коагуляторов (FeCIs) значительно их понизить; но эти меры борьбы с морозным пучением грунтов также не являются длительно устойчивыми, что вызывает необходимость дальнейших исследований.

Электрохимическая обработка грунтов с усилением ее химическими добавками (например, раствора СаСЬ) позволяет не только уменьшить морозное пучение переувлажненных глинистых грунтов, но и значительно их упрочнить**. Однако долговечность этого способа еще недостаточно проверена.

Комплексный метод противопучинной мелиорации грунтов, как

отмечалось ранее, включает ряд противопучинных мер, обеспечивающих формирование структуры грунта, стабильной в течение длительного срока: засоление до равновесной концентрации норового раствора соли, динамическое уплотнение грунта, большее стандартного уплотнения для земляных сооружений из немерзлых грунтов, а также (при необходимости) теплофизические меры (изоляцию) и пригрузку.

Этот метод разработан на кафедре механики грунтов, оснований и фундаментов МИСИ *** Я. И. Кроником и в настоящее время с успехом внедряется в северном плотиностроении.

После засоления, обеспечивающего замещение поглощенных катионов грунта на катионы вносимой соли (преимущественно одновалентные), создается (путем динамического уплотнения грунта) водоустойчивая структура грунта, стабильная в течение длительного времени.

При соответствующей оптимальной плотности преобладающими

Время, сутки

Рис. 45. Пучение при промерзании образцов сковородинского суглинка:

/ - естественного; 2 - обработанного KCI; 3 - после удаления избытка КС1

* Ю. Д. Дубнов. Опыт применения KCI как средства борьбы с выпучиванием фундаментов сооружений. Сб. трудов ВНИИ Трансстроя, вып. 62, 1967.

** Г. И. Жинкин [и др.]. Электрохимическая обработка пучинистых грунтов. Сб. № 62 ВНИИ транспортного строительства, 1967. *** См. сноску * 2 и * 1 на стр. 100.