Способ определения закрепляемости лессового грунта Советский патент 1988 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится ж строитель- ствУэ в частности к способам определения закрепляемости лессовых просадочных грунтов при С1шикатизаи 1и, и может быть использовано при получении исходных данных о закрепляемостигрунтов основания фундаментов промыгапек- ных и гражданских сооружений,

Цеяь изобретения - снижение тру™ доемкости по определению закрепляемости грунта при различный; параметрах |инъецирования и расширение возможнос- |ти способа путем учета динамики фи зико-химическкх процессов при плоскоIрадиальной фильтрации крепителя в |лессовом грунте,

: На фиг.1 и 2 представлены соответ- |ственно графические зависимости изменения плотности (u jf ) и динамической емкости (Eq.) от плотности (Пи объе- |ма (V) и исходного раствора крепите™ |ля; а на фнг,3 - графическая зависн- JMOCTb прочности на одноосное сжатие ) от динамической емкости (Еср « ; Способ осуществляют в следуклцей последовательности.

Из монолитов грунта площадки от- :бирают образцы стандартных размеров«

Через отдельные образцы при вы- |6ранных условиях инъецирования., про- Ьускают одинаковый объем силиката |натрия разной плотности, позволяющий |достичь максимального закрепления. ; в момент насыщения грунта опреде- {ляется объем раствора (Vp) .; необхо- |ди5Ф1Й для насыщения единицы грунта, ; Б процессе фильтрации раствора, че- |pes отдельные образцыj производят сбор порЩ 1й фнльтрата5 измерениеimot- jHocTH исходных .растворов к всех пор- ций фильтратов к их анализ с целью :ощзеделеш-ш из енения кондентрадаи компонентов силикатного раствора.

По результатам анализа рассчитывают динаьшческую емкость харак- теризующую поглотит ел ь яую способность грунта по отношению к раствору крепи теля.

Динамическую емкость поглощения вычисляют по формуле

р .„ ixCoV -c-ivj.)

V 23gX1 W) где i. ,- номер порций фильтрата. объем порций исходного

раствора и фильтрата, мп|

(1)

Сзг,концентрация катионов натрия в исходном раство- ре и фильтрате 5, мг/мл

g - вес грунта до закрепления

г; 23 - милиграмм - эквивалентный

вес катионов натрия, мг; W - влажность закрепляемого

грунтад, дол, ад;.

Определяют прочность на одноосное сжатие образцов естественного грунта В возрасте 28 сут производят испытание образцов закрепляемого грунта с определением 6.; предела прочности з рунта на одноосное сжатие.

На основании экспериментгшьных данных строят графические зависимости

(r.V), (y,V), f.f().

Выбирают толщину слоя (1) для радиальной оценки (з.. при закреплении

-

массива радиусом R и рассчитывают объемы крепителя 5 необходимые для обработки единиц объема грунта каждого слоя в условиях плоскорадиальной фильтрации

V v f .|.(r-bR) - () (зт

V, V, (.j, r+l(n-i)l)

где n 1,2,...,

R

1

R - радиус инъектора; Vo - обтэем раствора, необходимый для насьщ1ения единицы объема грунта.

По любой исходной плотности раствора, величинам V и графическим зависимостям ( , V) , ЕО(У,У), (Ee) определяют закрепляемость

J

грунта в радиальном направлении.

Пример, Экспериментальная проверка предлагаемого способа производилась на лессовидном суглинке , г о Волгодонска с пористостью 0,4 2-0,48, степенью в сажности 0,6-0,8, емкостью поглощения по В.Е.Соколовичу 20- 54 мт-экв/100 г.

Через отдельные образцы грунта диаметром 5 см и высотой 10 см с постоянной скоростью, снизу-вверх, иъеци- ровалось по 400 мп раствора силиката натрия плотностью 1,10- 1,13;1,16; 1j19; г/см (см. фиг.2, кривые 1 - 5). Объем раствора выбран на основании предварительных опытов, позволивших установить, что после инъецирования 400 мл силиката натрия процесс динамического взаимодействия

крепителя с грунтом практически завершается .

При закреплении производился отбор 2-3 МП фильтрата на стадии насы- щения и каждых последующих 50 мл фильтрата на непрерывного инъецирования крепителя. По окончании пропускания силикатного раствора определялась плотность каждой порции фильтрата, изменение плотности раст- ворА при прохождении его через стандартный образец высотой 5 см и строились графики зависимости r fCj-jV) t Прямые на фиг. 1 соответствуют объемам 9,7; 60j 110, 160; 210-, 260; 310 и 360 МП.

Исходные растворы и растворы фильтратов силиката натрия методом объемного титрования анапизировались на содержание Na. По формуле (1) была рассчитана дикамичес1;,ая емкость поглощения, характеризующая взаимодействие

крепителя с грунтом в процессе силикатизации и получены зависимости Ео .f(T,V) (фиг.2)..

В возрасте 28 сут образцы закреп- ленного грунта испытьтались на одноосное сжатие. На основании полученных данных строилась зависимость &c,f(E) (фиг.З)..

Для оценки радиальной закрепляе- мосчи исследуемых пород был опреде-- лен средний объем раствора V , необходимый для насыщения одного лабораторного образца с см (единицы объема грунта- каждого слоя в данном экспфименте) .

По формуле (2) для инъектора диаметром 40 мм, радиусом закрепления 60, 70, 80 см и Vo 9,7 мл были рассчитаны объемы крепителя V, необходимые для обработки единиц объема грунта каждого слоя, вьщеленного в радиальном направлении (см. таблицу)

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам определения закрепляемости лесйо- вых просадочных грунтов при силикатизации. Цель изобретения - снижение трудоемкости по определению закрепляемости грунта при различных параметрах инъецирования и расширение возможности способа путем учета динамики физико-химических процессов при плоскорадиальной фильтрации крепителя в лессовом грунте. В процессе пропускания крепителя через отдельные образцы грунта производят отбор фильтрата порциями, определяют плотность и концентрацию компонентов силикатного раствора исходных растворов и всех порций фильтрата, на основе чего рас- считьшают динамическую емкость поглощения (Еа) и строят графические зависимости изменения плотности (Л) и ЕЛ от плотности () и объема исходного раствора крепителя (V). Определяют прочность на одноосное сжатие (() естественного и закрепленного грунта и строят графические зависимости беж (Eg) . Используя графики (j.,V) (,V) и.,) определяют 6 закрепленного грунта при разных параметрах инъецирования. 3 ил. 1 табл. (С (/) 4 Ю оо со ел Ot

Оценка прочности закрепления по .радиусу производилась следзпощим образом: на основании исходной плотности раствора, объема раствора V , проходящего через образец первого слоя при выбранном радиусе закрепления, и зависимости 4)(,V) (фиг.1) с испсхльзованием интер- и экстраполя- ции определялась величина 4vi для перйого слоя и по разности iT i устанавливалась плотность фильтрата после образца первого слоя (фиг. Затем по полученной плот- кости Уф,, объему раствора, проходящему через образец второго слоя, и зависимости л (sV) (фиг.1) уйта- навливалась величина и т.д. дпя всех остальных слоев

Используя полученные значения платности фильтратов и объемы проходящие через каждый слой, по .зависимости (-j-jV) (фиг.2) устанавливаем величину ЕJ для каждого слоя, а по зависимости г(У (фиг.З) - прочность грунта на одноосное сжатие.

Дпя сравнения грунт той же пло- ощдки был закреплен растворами силиката натрия плотностью 1,15 и 1, 20 г/см при радиусе 60 см по известному способу. Получена хорошая сходимость прочностных характеристик грунтов, закретенных по способу-прототипу и предлагаемому способу. Это свидетельствует о том, что предлагаемый способ правильно отражает характер изменения Ь по радиусу и позвсшяет при сохранении точности оценки радиального закрепления значительно сократить трудоемкость, а также снизит сметную стоимость выполняемых работ.

Формула И зобретения

Способ определения закрепляемости лессового грунта, включающий пропускание крепителя через образцы грунта измерение объема силикатного раствора (V,), необходимого для насыщения единиц объема грунта, отбор фильтратов, испытание образцов естественного и закрепленного грунта на одноосное сжатие и определение закрепляемости путем сравнения этих величин, отличающийся тем, что.

t целью снижения трудоемкости по оп- | еделению закрепляемости грунта при различных параметрах инъецирования и расширения возможности способа пу- teM учета динамики физико-химических процессов при гшоскорадиальной фильт- ации крепителд в лессовом грунте, в процессе пропускания крепителя через отдельные образцы производят сбор ильтрата порциями, дополнительно определяют плотность и концентрацию ком цонентов силикатного раствора исходных растворов и всех порций фильтрата на основе полученных данных рассчитывают динамическую емкость поглощения, строят графические зависимости изменения плотности и динамической емкости от плотности и. объема исходного раствора крепителя и прочности на одноосное сжатие от динамической емкости, используя которые определяют прочность закрепленного грунта на одноосное сжатие при разных параметрах инъецирования.

ГМ

ffr-sire fg, юог

, л