Способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термосваи Советский патент 1984 года по МПК E02D3/12 E02D33/00 

110 Изобретение относится к строительству в районах с суровыми климатическими условиями, и может применяться для оценки эффективности работы термосвай, используемых для промораживания грунтов оснований зданий и сооружений. Известен способ определения радиу са промораживания грунта вокруг термосваи с помощью проведения контроль ного колонкового бурения с одновременным извлечением керна и последующего визуального определения наличия мерзлых грунтов Cl J. Недостатками способа являются большая трудоемкость, сложная технология работ и значительная их продолжительность, а также нарушение естественного состояния грунтов при повторном бурении, что приводит к снижению несущей способности грунтов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термосвай, включающий размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и измерение температур С 2. Недостатком известного способа является высокая трудоемкость, связанная с необходимостью бурения скважин и последующей их обсадки под установку термометрического оборудования. Цель изобретения - снижение трудоемкост(1., работ 1|Ш;ь достигается тем, что согласно способу определения радиуса промораживания грунта вокруг термосваи, включающему размещение в массиве грун-40 та испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и измерение температур, после размещения в массиве грунта испарителя его конденсатор экранируют от воздействия воздуха, и измерение температур производят на поверхности конденсатора при установившемся тепло обмене между грунтом - испарителем конденсатором - атмосферой, а радиус промораживания грунта определяют по формуле A(tQ-tK) R r.,-exp CH oi (t.-t.,) F где t , tg, tji - температура соответствен но поверхности конденсазамерзатора, воздуха и С; ния воды в грунте. 1 0 - коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора и воздухом, Вт/м град; - коэ()фицие.1Т теплопроводности мерзлого грунта, Вт/м«град; F| - площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя термосваи, радиус испарителя термосваи, м; R - радиус промораживания грунта, м. На чертеже изображена термосвая, установленная в грунте, поперечный разрез. В массиве грунта 1 размещен испаритель 2 термосваи с поверхностным конденсатором 3, имеющим защитный экран 4. Позицией 5 показан мерзлый грунт с радиусом промораживания Р. В массиве грунта 1 устанавливают термосваю, состоящую из испарителя 2 и конденсатора 3 с защитным противоветровым экраном 4. Последний предназначен для исключения влияния воздействия ветра на величину теплообмена между конденсатором 3 и атмосферным воздухом. В зимний период происходит интенсивньй теплообмен между грунтом 1 и холодным атмосферным воздухом посредством термосваи и образование мерзлого грунта 5 с радиусом R. При установившемся теплообмене производят измерение температуры конденсатора tj, при этом температура конденсатора t испарителя равняется температуре t.,, т.е. t t. Одновременно измеряют температуру атмосферного воздуха tn и температуру замерзания воды в грунте tj,. При установившемся теплообмене в Системе грунт - испаритель - конденсатор - атмосферный воздух теплопоток от конденсатора 3 к воздуху q, и теплопоток из мерзлого грунта испарителю 2 q соответственно irt к в j(to::, где oL - коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора и атмосферным воздухом, Вт/м. град; измеренная температура повер ности конденсатора, град; измеренная температура возду ха, гра, , температура замерзания воды в грунте, град; коэ1})фициент теплопроводности мерзлого грунта, Вт/мтрад; площади поверхности соответственно конденсатора и ис парителя, радиус испарителя термосваи, м; R - радиус промораживания грунта, м. Из условия теплового баланса q и, учитывая, приравнивают правые части (2) и (3). Решая полученное уравнение относительно радиуса промораживания, получаютr(to-tK) .Ри1 R .-и--р1 ;глт; Х Использование предлагаемого способа позволяет снизить трудозатраты за счет исключения работ по оборудованию специальных термометрических скважин при оценке эффективности работы термосвай, сократить срок работ на проведение измерений, возможность осуществления серийных измерений.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА ПРОМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА ВОКРУГ ТЕРМОСВАИ, включающий размещение в массиве грунта испарителя с поверхностным конденсатором, промораживание массива грунта во времени и, измерение температур, отличающийся тем, что с целью снижения трудоемкости работ, после размещения в массиве грунта испарителя его конденсатор экранируют от воздействия воздуха и измерение температур производят на поверхности конденсатора при установившемся теплообмене между грунтом испарителем - конденсатором - атмосферой, а радиус .промораживания грунта определяют по формуле (tp-tK) РИ r,p6() F где t.,to,t - температура соответственно поверхности конденсатора, воздуха и замерзания воды в грунте,С; oL - коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатсра и возду(Л хом, Вт/м град; с А - коэффициент теплопроводности мерзлого . .грунта, Вт/мтрад; Р|д - площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя термосваи, м; се 4 г, - радиус испарителя термосвай, MJ со R - радиус промораживания грунта, М.