Способ оттаивания мерзлых грунтов Советский патент 1981 года по МПК E02F5/30 

(54) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Изобретение относится к фундаментостроению на вечномерзлых грунтах при использовании грунтов основания в оттаявшем состоянии, а именно к способам предварительного оттаивания грунтов. Известен способ оттаивания мерзлых грунтов путем нагнетания воды в гидроиглы, установленные в грунте 1. .Однако этот способ применим лишь при оттаивании крупнообломочных и песчаных грунтов, характеризующихся большими коэффициентами фильтрации, и при наличии значительных запасов воды, например речной.или сбросовой (отходов производства). Известен также способ оттаивания мерзлых грунтов с помош,ью нагревателей, на электроды которых подается электрическое напряжение 2. Недостатком этого способа является уменьшение скорости оттаивания с ростом радиуса оттаивания грунта вокруг нагревателя, что приводит к возрастанию продолжительности оттаивания и энергозатрат. Цель изобретения - повышение производительности при одновременном сокрашении энергозатрат. Цель достигается тем, что оттаивание грунта в режиме нагревателей ведут до стадии, определяемой заданным радиусом оттаивания, после чего напряжение с эдектродов снимают и окончательное оттаивй ние ведут в режиме электродного оттаивания, осуш.ествляя подачу напряжения на электроды смежных нагревателей. При этом радиус оттаивания устанавливают из условия равенства скоростей оттаивания, производимого соответственно в режиме нагревателей и режиме электродного оттаивания. На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - графики зависимости скорЬсти оттаивания от радиуса оттаивания. К электродам 1 нагревателей 2, установленных в мерзлом грунте 3, подается электрическое напряжение UH. Оттаивание грунта в этом режиме ведут до достижения радиусом оттаивания R значения RO, фиксируемого, например, замером температуры в термометрической скважине 4, расположенной на расстоянии RO от нагревателя 2. После этого напряжение UH с электродов 1 снимают Н окончательное оттаивание ведут в режиме электродного оттаивания, осуществляя подачу напряжения Uj на электроды 1 смежных нагревателей 2 до. полного оттаивания мёрзлого грунта, фиксируемого, например, замером температуры в термометрической скважине 5. Заданный радиус оттаивания Rp для конкретных мерзлотно-грунтовых условий определяют расчетом из равенства скоростей оттаивания, производимого соответственно в режиме нагревателей (кривая а на фиг. 2) и режиме электродного оттаивания (кривая в на фиг. 2). Точка пересечения кривых соответствует заданному радиусу оттаивания. Пример. Исходные данные: длина нагревателя h 10,0 м, расстояние между нагревателями, установленными в вершинах равносторонних треугольников, L 5,0 м, льдистость грунта w 216 кг/м, удельное электрическое сопротивление грунта в талом состоянии AT 75 Ом-м, в мерзлом - JH 500 Ом.м, напряжение на нагревателе Уц 15 В, напряжение между электроДами смежных нагревателей Uj 380 В, мощность источника электроэнергии, отнесенная, к одному токоприемнику, Р 8,1 кВт. Заданный радиус оттаивания Ro 1,3 м определяют по графику, представленному на фиг. 2. Результаты расчета представлены в таблице. Продолжительность огтаивания, ч32061938 Затраты электроэнергии на единицу объема грунта, кВт.,644,7 Предлагаемый способ оттаивания мерзлых грунтов повышает производительность за счет сокращения продолжительности оттаивания на 10-40%, уменьшает энергозатраты на единицу объема оттаиваемого грунта за счет сокращения расхода электроэнергии на 10-25°/о, кроме этого, сокращает количество нагревателей при заданной продолжительности оттаивания. Формула изобретения Способ оттаивания мерзлых грунтов, включающий процесс оттаивания в режиме нагревателей, на электроды которых подается электрическое напряжение, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности при одновременном сокращении энергозатрат, оттаивание грунта в режиме нагревателей ведут до стадии, определяемой заданным радиусом оттаивания, после чего напряжение с электродов снимают и окончательное оттаивание ведут в режиме электродного оттаивания, осуществляя подачу напряжения на электроды смежных нагревателей, при этом заданный радиус оттаивания устанавливают из условия равенства скоростей оттаивания, прозводимого соответственно в режиме нагревателей и режиме электродного оттаивания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов с предпостроечным оттаиванием вечномерзлых грунтов. М., НИИОСП, 1974, с. 85-87. 2. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Л., Стройиздат, 1977, с. 207. эUH .// й Г 1,0 RO 1,5 as.Z