Способ снижения водопроницаемости глинистых грунтов Советский патент 1992 года по МПК E02D3/26 

Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению насыпей из глинистых грунтов, и может быть использовано при проектировании и строительстве противофильтрационных элементов сооружений, например плотин, дамб, экранов водоемов, шламохранилищ, а также накопителей сточных вод.

Известен способ снижения водопроницаемости насыпей из глинистых грунтов путем их послойного уплотнения механическими средствами. В результате этого в глинистых грунтах образуется структура сложения, характер которой определяется влажностью уплотняемого грунта

Если естественная влажность грунта ниже оптимальной, в поровом растворе создается высокая концентрация электролитов, вызывающая сдавливание диффузного слоя в водной оболочке глинистых частиц и,

следовательно, уменьшающая силы оттал-о кивания между отдельными частицами, в результате чего происходит флоккуляция (слипание) коллоидов, т.е. образование агрегатов с малой степенью ориентации частиц в уплотненном грунте. Такую структуру называют флоккуляционной. Насыпь мз глинистого грунта с флоккуляционной структурой имеет относительно высокую во- допроницаемость.

Известен также способ снижения водопроницаемости насыпей из глинистых грунтов, включающий экспериментальное определение оптимальной влажности и послойное уплотнение грунта при влажности, равной или выше оптимальной. В этом случае агрегаты свободно перемещаются, сближаются, а затем разрушаются (диспергируются) с образованием более мелких и более плотно укладываемых агрегатов. По

О

о

ю

мере увеличения уплотняющей нагрузки в грунте постепенно формируется параллельно ориентированная микрот кстура грунгл, при которой обеспечивается наибольшая площадь контакта частиц в единице объема, а поскольку объем отдельных пор уменьшается при сохранении общего объема пор, то снижается и водопроницаемость насыпи. Установлено, что снижение водопроницаемости происходит в 10-100 раз. Полученную структуру сложения грунта называют дис пергэционной.

Однако недостаток звестного способа заключается в необходимости увлажнения глинистого грунта перед уплотнением до влажности выше оптимальной. Эта операция дорогостоящая, трудновыполнимая и не всегда эффективная для глинистых грунтов.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса путем устранения операции доувлажнения глинистого грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе снижения водопроницаемости глинистых грунтов, включающем измерение естественной влажности грунта, построение зависимости плотности грунта от его влажности после уплотнения, выявле иие оптимальной влажности, отсыпку слоев грунта и его упрочнение при оптимальной влажности, величину, уплотнения при построении зависимости изменяют в сторочу ее увеличения до достижения величины оптимальной влажности, равной естественной, г упрочнение грунта осуществляют с интенсивностью упрочняющего воздейст вия, соответствующего величине уплотнения при построении зависимое m плотности от влажности грунта

На чертеже изображены кривые экспериментального уплотнения грунта при изменении величины уплотняющего воздействия.

Нижняя кривая 1 получена при стандартном воздействии на грунт, например по ГОСТ 22733-77 (СССР). В связи с тем, что оптимальная влажность превышает естественную, выполняют второй этап работ с увеличенным уплотняющим воздействием, например за счет количества ударов или веса гири, и строят кривую 2.

Оптимальная влажность здесь получена, равной естественной влажность грунта. Учитывая, что естественная влажности грунта в карьере может уменьшаться на 2-4%, величина уплотнения увеличиаается (кривая 3).

По результатам уплотнения с изменением величины уплотнения выделяют области значений плотности - влажности грунта, обеспечивающих получение диспергационной (4) и флокуляционной (5) структур сложения.

Разделительную границу областей проводят через точки, ординаты которых соочветствуют максимальной плотности сухого грунта, а абсциссы - оптимальной влажности для разной величины уплотнения (1,2,3).

Верхняя граница области сдиспергаци0 онной структурой сложения является кривой полного водонасыщенного Sr 1,0.

Укладку грунта в насыпь производят при контрольных параметрах плотности -- влажности, значения которых должны обя5 ззтельно входить в область диспергацисн- ной структуры сложения грунтов.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличает0 с я наличием новы;: операций- и, следовательно, соответствует критерию изобретения новизна. Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими известными решениями не по5 зволило обнаружить решение, обладающее сходными признаками. Это позволило сделать вывод о соответствии предложенного способа критерию существенные отличия, Такой способ снижения водопроницае0 мости насыпей из глинистых грунтов позволяет снизить проницаемость насыпей на один-два порядка, а также значительно уменьшить или совсем исключить специальные инженерные мероприятия по

5 уменьшению коэффициента фильтрации (применение полиэтиленовой пленки).

Предлагаемый способ снижения водопроницаемости может быть применен, например, при строительстве экрана, защи0 щающего дно водоема и верховые откосы дамб Днестровской ГАЭС, где в акватории подоена залегают глинистые грунты различного генезиса мощностью до 10 м.

Использование заявленного способа

5 даст экономический эффект 1-2 млн. руб. Формула изобретения Способ снижения водопроницаемости глинистых грунтов, включающий измерение естественной влажности грунта, построе0 ние зависимости плотности грунта от его влажности после уплотнения, выяление оптимальной влажности, отсыпка слоев груша и его уплотнение при оптимальной влажности, отличающийся тем, что, с

5 целью повышения эффективности процесса, величину уплотнения при построении зависимости изменяют в сторону ее увеличения до достижения величины оптимальней влажности, равной естественной, а уплотнение грунта осуществляют с интенсивностью уплоги юшего втздемстзио, г о- отвегствуго цегс величине -т,, ,

построении зависимости плотности or грунта,

Использование: проектирование и строительство противофмльтрационных сооружений и возведение насыпей из глинистых грунтов. Сущность изобретения: осуществляется измерение естественной влажности грунта, построение зависимости его плотности от влажности, отсыпка слоя грунта и его уплотнение при оптимальной влажности. Величину уплотнения при построении зависимости изменяют в сторону ее увеличения до достижения величины оптимальной влажности, равной естественной. Уплотнение ведется с интенсивностью уплотнения, соответствующего величине уплотнения при построении зависимости плотности от влажности грунта 1 ил. 10

сAS

,

tf

5

«С

«Л

.

р ™

м

М

L.

.Л1-XI

i ь // ГЧ .

..

Л/т-е y--ri -

j ,

S ; ;

9I t S -Л« - -.S;

т

Вла ьзс/пё. U/ Лм. lЈ

L.

i ь // ГЧ .

..

-

FJ