Способ термического укрепления грунта Советский патент 1989 года по МПК E02D3/11 

1

(21) 4309696/31-33 ,(22) 25.09.87 ,(46) 23.12.89. Бюл. № 47

(71)Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина

(72)А.П.Юрданов и Г.П.Гусева

(53)624.138.9(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1006608, кл. Е 02 D 3/11, 1981.

Авторское свидетельство СССР . № 1452882, кл. Е 02 D 3/11, 26.06.87.

(54)СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

(57) Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению связных, примущественно просадочных грунтов, термическим воздействием. Цель изобретения - повышение эффективности. Это достигается тем, что . нагревание грунта ведется от внешнего контура укрепляемого массива к скважине путем непрерывного увеличения частоты поля СВЧ-энергии от 500 до 2500 мГц. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности нагревания грунта полем СВЧ-энергии. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению связных, преимущественно просадочных грунтов, термическим воздействием. Цель изобретения - повышение эффективности. Это достигается тем, что нагревание грунта ведется от внешнего контура укрепляемого массива к скважине путем непрерывного увеличения частоты поля СВЧ-энергии от 500 до 2500 мГц. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности нагревания грунта полем СВЧ-энергии. 1 ил.

Изобретение относится к строитель- ству, в частности к укреплению свя- эанньк, преимущественно просадочных грунтов, термическим воздействием.

Цель изобретения - повышение эф фективности.

На чертеже изображены разрез скважины и укрепляемого грунта, а также размещение основного технологического оборудования и средств контроля.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважину 1 в виде прямоугольной прорези и устанавливают в нее излучатель 2-СВЧ-знергии известной конструкции, соединенный с генератором 3. Затем скважину 1 герметизируют затвором 4, а по внешнему контуру 5 укрепляемого массива грунта 6 устанавливают термопары 7, подключенные к самопишущим приборам 8 опробуют всю систему па герметичность и создают в скважине 1 электромагнитное поле с минимальной частоты Ч , равной 500 мГц, перемещая зону нагревания грунта 6 на внешний контур 5, положение которого определяют из зависимости

(Л

X «Чо

;

(О

СП

00

где Ч

- начальная частота СВЧ-энергии, мГц;

Ч - конечная частота СВЧ-энергии, мГц

Xfu - радиус скважины, м; С -безразмерный параметр менее единицы.

При этом величина радиуса скважи- ,ны 1 назначается в зависимости от конструкции излучателя 2 СВЧ-энергии, составляя для известных конструкций около 0,4 м (Xj 0,2 м), Грунт 6 на внешней границе 5 })агревают до заданной температуры, например для устранения просадочных свойств до

350-ДОО С, что фиксируется показаниями термопар 7 с приборами 8. После .

этого частоту СВЧ-энергии увеличивают посредством реле, входящего в кон- струкцию генератора 3, в результате чего зона нагревания грунта сокращается, приближаясь от внешнего контура 5 к стенке 9 скважины 1, грунт в которой нагревают при максимальной конечной частоте Ч ц СВЧ-энергии до заданной температуры. Температура нагревания грунта в промежуточных точках укрепляемого грунта 6 определяется также термопарами (не показано). Процесс термоукрепления грунта продолжают в течение времени, определяемого из соотношения, в котором длительность нагревания грунта на внешнем контуре в зависимости от вида и сое- тояния грунта составляет 1,5-2,5 ч (в среднем с,, 2 ч) .

J/C

(Воо Uc)

Б-Ч,

(2)

где В - параметр процесса, не зависящий от частоты поля СВЧ- энергии и длительности нагревания грунта, 1/Ч мГц, Предлагаемый способ исключает потери тепла, которые в известных . способах возникают из-за необходимости поддержания температуры нагретого грунта пока расчетная температура не достигнет внешнего контура, что так- же увеличивает и длительность процесса. Выдерживание процесса (нагревания грунта, определяемого из соот- , ношения (2) обеспечивает равномерное его прогревание до заданной темпера- туры, а непрерывное увеличение частоты поля СВЧ-энергии позволяет сократить длительность процесса.

Пример, На строительной площадке проводили термическое укреп- ление просадочного лессовидного суглинка на двух участках, на глубину 4 м. Технология процесса велась согласно описанию. Были использованы излучатели иВЧ-энергии с диапазоном изменения частоты Ч 500 мГц, Ч 2500 МГц, Хо 0,2 м, В

5 0

5

0 5 0

12500 1/ч.мГц. Согласно предварительным опытам установлено о 2 ч. На весь процесс по участкам было затрачено 11 и 9 ч, средний расход тепловой энергии соответственно сос- fraBUJi 1800 и 2030 мДж/м . Для известного способа в аналогичных условиях расчетным путем установлено; длительность процесса 34 ч, расход тепла 3000 мДж/м .

I

Таким образом, предлагаемый способ

сокращает длительность процесса в 3,1-3,8 раз и снижает расход энергии в 1,5-1,9 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий -образование скважины в виде прямоугольной в сечении прорези, ее герметизацию, воздействие на грунт через стенки скважины полем СВЧ-энергии, нагревание массива укрепляемого грунта до заданной температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, нагревание грунта ведут от внешнего контура укрепляемого массива к сважине путем непрерывного увеличения частоты поля СВЧ-энергии от 500 до 2500 мГц, причем нагревание грунта осуществляют в течение времени, определяемого из зависимости

./

-сГ

( Чс

i

В ч7

- опытный параметр (10000 - 15000 1/мГц ч); продолжительность нагревания грунта на внешнем контуре до заданной температуры, ч

- начальная частота поля СВЧ- энергии, мГц ,

- конечная частота поля СВЧ- энергии, мГц;

X ЧО/ХР ЧК - безразмерный параенее единицы, - расстояние от оси скважины до внешнего контура, м)

- расстояние от оси скважины до ее стенки, м.