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

Для однородного по глубине мерзлого грунта (без отдельных выдержанных по площади ледяных прослойков) уравнение (V.13) принимает более простой вид:

s:Ah + (hJrHh)-\-hp(\ (VU4)

где Н - глубина заложения фундамента.

Отметим, что последний член формулы (VI.14) при глубине оттаивания h2h принимает постоянное значение, равное ahp.

Формулы (VI.13), (VI.14) учитывают наибольшее число факторов, влияющих на полную стабилизированную осадку уплотнения оттаивающих грунтов под фундаментами сооружений.

Нами были произведены контрольные лабораторные определения осадок мерзлых грунтов при оттаивании: однородного мерзлого песка (опыт 1) и песка при наличии мощной прослойки (в 25 мм) чистого льда (опыты 2, 3 и 4) на глубине 25 мм под штампом 50X50 мм при давлении на него 2 кГ/см и температуре его от +10 до +16° С. Коэффициент уплотнения при оттаивании был определен в компрессионном опыт е и оказался равным а = = 0,01 см/кГ; коэффициент оттаивания А был вычислен по результатам опыта 1 и имел величину Л = 0,23 для песка и был принят равным А = 1 для чистого льда.

Результаты сопоставления расчетных [по формуле (VI.13) с учетом прослойки льда] и фактически замеренных осадок приведены в табл.38 *

Таблица 38

Значение расчетных и фактических осадок мерзлых грунтов при оттаивании в опытах 2, 3, 4

Полученные данные указывают на достаточно хорошую сходимость расчетных и экспериментальных данных даже в случае резко выраженной слоистости мерзлых грунтов (при наличии в них мощного прослойка льда).

В заключение отметим, что изложенное в настоящем параграфе определение осадок фундаментов на мерзлых грунтах при их отта-

* Детальная таблица осадок штампа на оттаивающем слоистом мерзлом грунте в описанных опытах приведена в книге Н. А. Цытовича «Принципы механики мерзлых грунтов», стр. 145-147. Изд. АН СССР, 1952.

ивании, как указывалось ранее, относится лишь к полной стабилизированной осадке уплотнения грунтов под фундаментами при полной глубине оттаивания мерзлых грунтов; определение же изменений осадок во времени, что также имеет важное значение, требует особого рассмотрения.

§ 5. Прогноз протекания осадок во времен1 при оттаивании крупноскелетных грунтов

Процесс протекания осадок мерзлых грунтов при их оттаивании во времени отличается от процесса протекания осадок немерзлых грунтов, во-1пер1вых, тем, что осадка оттаивающих грунтов не заканчивается в момент их оттаивания (особенно мерзлых глинистых грунтов), а Продолжается еще некоторое время и, во-вторых, характер изменения осадок во времени зависит не только от свойств оттаивающих грунтов, но и от скорости и режима оттаивания.

Еще в 1938-1940 гг. и позднее были поставлены специальные опыты по изучению процесса протекания осадок мерзлых грунтов при оттаивании при различном режиме оттаивания. Не останавливаясь подробно на описании этих опытов *, приведем лишь некоторые результаты их в виде кривых осадок во времени, построенных как средние из нескольких измерений осадок мерзлых грунтов при оттаивании в условиях строгого соблюдения параллельности оттаивания грунта (в одометрах, см. рис. 106) и граничных условий одномерной задачи.

На рис. 113 приведена кривая осадок оттаивающего песка при постоянной температуре нагревателя одометра (9 = const) как средняя из пяти опытов (среднеквадратичное отклонение до 7,87о» что объясняется трудностью заготовки идентичных образцов), а на рис. 114 такая же кривая для мерзлой глины при оттаивании как средняя из трех опытов (при среднеквадратичном отклонении до 3,7%). Начальная высота для всех образцов мерзлых грунтов была 5,17 см, внешняя нагрузка р=3 кГ/см; время оттаивания для образцов песка ср=52 мин, для образцов глины /ср = 100 мин.

На рис. ИЗ и 114 сплошной линией нанесены кривые St осадок, пропорциональных Y т. е. 5 = аУ t, которые хорошо соответствуют средним экспериментальным данным. Это показывает, что как для мерзлого песка, так и мерзлой глины, осадки в рассматриваемых условиях пропорциональны глубине оттаивания h. Последняя по известному решению теплофизики для одномерной задачи, как известно, определяется выражением

h = VT, (Vl.iS)

где Pi - тепловой коэффициент.

В этой формуле Pi = const при 9-= const; при другом законе изменения температуры нагревателя поверхности слоя грунта, напри-

* См. сноску на стр. 26 и 42.

OJ 0.2 OJ OA 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Ю 20 JO 4J 50 50 70 80 90 100 110 120

S, MM

Рис. 113. Изменения осадок мерзлого песка во времени при оттаивании при одновременном уплотнении давлением р = 3 кГ/см: о-опыт 1; V-опыт 2; Лопыт 3; □ - опыт 4; •-опыт 5; -- аналитическая кривая

S,MM

Рис. 114. Изменения осадок мерзлой глины во времени при оттаивании:

о --опыт 1; V-опыт 2: Л - опыт 3; □-точки аналитической кривой