Способ термического укрепления грунта Советский патент 1990 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению связных грунтов термическим воздействием.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже изображены разрез укрепляемого массива грунта и размещение оборудования.

Способ реализуется следующим образом.

В укрепляемом массиве грунта 1 образуют основную 2 и на расстояниях X в соответствии с соотношением (1) периферийные 3 скважины.

Х--1п-°- А К 1П Е

(1)

где К - постоянная затухания поля СВЧэнергии, 1/м; Ео - напряженность поля на поверхности

стенки центральной скважины; Е - напряженность поля на внешнем контуре укрепляемого массива грунта.

В периферийные скважины устанавливают перфорированные трубопроводы 4 и засыпают кварцевый песок 5, герметизируют

все скважины затворами 6, которые на периферийных скважинах 3 подсоединены к компрессору 7 трубопроводами 8, а на центральной скважине 2 соединены с излучателем и генератором 9 СВЧ-энергии известной конструкции. Для контроля процесса используют систему вентилей 10, термопар 11 с самопишущими приборами 12 и реле 13 температур, смонтированные на затворе 6 центральной скважины 2.

После проверки всей системы на герметичность в основной скважине 2 нагревают стенки 14 полем СВЧ-энергии с частотой, например, равной 2000 МГц, пока заданная температура, например, для устранения просадочных свойств грунта, составляющая 300-400°С, не достигнет внешнего контура укрепляемого массива грунта 1. По мере нагревания грунта 1 через стенки 14 центральной скважины 2 в периферийные скважины 3 нагнетают воздух от компрессора 7, например, с избыточным давлением воздуха 0,005-0,01 МПа.

Применение перфорированных трубопроводов обеспечивает равномерность распределения воздуха в укрепляемом массиве грун(/

Сп

-U ОЭ

ел

О5 4

та, а кварц препятствует стоку тепла за внешний контур укрепляемого грунта, чем сокращается длительность процесса и непроизводительный расход тепла.

Пример. На строительной площадке осуществляли термоукрепленйе грунта по предлагаемой технологии с радиусом укрепления 0,5 м, заданная температура нагревания на внешнем контуре была принята равной 350°С. Температура нагревания стенок центральной скважины составила 580°С, а температура грунта на расстоянии X была равна 78°С. Применялось оборудование: для образования скважин экскаватор Э-1254 с навесным штанговым устройством; генератор СВЧ-энергии с волноводом щелевого типа по схеме Минвостокстроя с частотой 2000 МГц и длиной волны 0,1 м; компрессор ЗИФ-55; термопары ТХА-ХП с приборами типа ЭПП-9М2 класса точности 0,5; реле конструкции НИИСК, Госстроя СССР, затворы конструкции МТИ. Работы вели на двух участках Общая длительность процесса по предлагаемой технологии составила 9 и 10 ч, удельный расход тепловой энергии 0,36 и 0,31 КВч/кг массы укрепленного грунта.

Для аналогичных условий расчетные данные по известному способу составили: длительность процесса 18 ч, а расход энергии - 0,44 КВч/кг.

Таким образом, предлагаемый способ сокращает длительность процесса в 1,8- 2 раза при одновременном уменьшении затрат энергетических ресурсов на 22-42%, что повышает эффективность данного способа термического укрепления грунта.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий образование центральной и периферийных скважин в виде параллельно расположенных прямоугольных в плане про- резей, герметизацию их устьев и нагревание грунта через стенки центральной скважины направленным полем СВЧ-энергии с частотой 2000 МГц, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в пери- 5 ферийные скважины перед их герметизацией вводят перфорированные трубопроводы и кварцевый песок, а во время нагревания грунта осуществляют нагнетание в него через перфорированные трубопроводы воздуха, причем размещение периферийных скважин ведут на расстоянии от центральной, определяемом из зависимости

0

Х -4-/пК Ј

25

где /С - постоянная затухания поля СВЧ- энергии, 1/м; ЕО - напряженность поля на поверхности стенки центральной скважины; Е - напряженность поля на внешнем 30 контуре укрепляемого массива грунта.

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению связных грунтов термическим воздействием и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что в периферийные скважины перед их герметизацией вводят перфорированные трубопроводы и кварцевый песок, а во время нагревания грунта в него через перфорированные трубы нагнетают воздух. Периферийные скважины размещают от центральной скважины на расстоянии, вычисляемом по предлагаемой математической зависимости. Приводится математическая зависимость. Длительность процесса укрепления грунта сокращается до 2 раз и на 42% снижаются энергозатраты. 1 ил.