3. Технология разрыва при инъекции.

Гидроразрыв при инъецировании происходит в случае превышения давления инъекции над прочностью массива в направлении, ортогональном меньшему из напряжений.

― литостатическое

― радиальное ( в этом случае роли не играет);

― тангенциальное, 1/m = μ ― коэф. Пуассона.

― ур-ие гидроразрыва.

― Юмор ― P(t) при гидроразрыве

В скальных грунтах гидроразрыв происходит по заложенным трещинам, при этом распределение Р происходит по з-ну Гейма, а раскрытие трещина ― Гейтса.

Билет 12.

1. Метод двухрастворной силикатизации.

Основная идея: нагнетание 2-х различных веществ, которые при взаимодействии дают нерастворимый осадок, заполняющий пустоты. 1-е в-во — ж/с, 2-е — хлористая соль щелочноземельных металлов (Ba, Ca, Mg). Лучше всего — Ca. Технологически осуществляется путём последовательного нагнетания ж/с с ρ=1,35-1,44 г/см3 и CaCl2 с ρ=1,25-1,26 г/см3 через систему инъекторов, вбитых в грунт. Возможно также последовательное нагнетание двух растворов через одни и те же инъекторы.

Основная реакция взаимодействия:

Na2O nSiO2 + CaCl2 + mH2O → nSiO2(m-1)H2O + Ca(OH)2 + 2NaCl

На контакте растворов ж/с и CaCl2 , вследствие коагуляции образуется плёнка кремнекислоты, через которую в р-р CaCl2 диффундирует щёлочь. Постепенно ж/с переходит в гидрогель кремнекислоты. Щёлочь взаимодействует с CaCl2 и образуются Ca(OH)2 и NaCl. Насыщение раствора CaCl2 гидроокисью кальция приводит к выпадению твёрдой фазы Ca(OH)2. Со временем она вступает в реакцию с кремнекислотой и образуется силикат кальция.

Прочность закрепления зависит от состава и свойств ж/с (Мс = 2,8-3 — оптимальный, прочность при нём 4-7 МПа), состава грунта (выше дисперсность — выше прочность из-за большего числа контактов), влажности. Примеси глин. частиц с одной стороны увеличивают прочность закреления, а с другой — снижают проницаемость и r закрепления, который обычно равен 30-50 см.

70-80% прочности достигаются за первые 10 суток, остальное — в течение 3 месяцев.

Применяется для ПЕСКОВ с Кф от 5-6 до 80 м/сут. Выше возможно применять цементацию, ниже — хз.

Минусы: неоднородность и маленький радиус закрепления. Сложный как срака. Мелкозернистые, пылеватые пески и супеси не закрепляются этим методом.

2. Термическое упрочнение лёссовых пород.

Метод Осташева. Нагнетание через жароупорные трубопроводы предварительно нагретого до 600-900 и 1000-1400˚С в нагревательных спецагрегатах. где основной элемент — прокалочная печь. Чтоб было круче, воздух подают под избыточ. давлением 1-2 атм. Радиус упрочнения — 1-1,5 м. При 300-400˚С лёссы теряют просадоч. свойства, при 700-900˚С приобретают свойства кирпича.

Метод Литвинова. Термическая и термохимическая обработка обработка грунтов горюч. газообразными продуктами горения, при небходимости, спец. хим. добавками. Получение и нагревание газов происходит непосредственно в грунт. массиве. В форсунки одновременно фигачат горючее и сжатый воздух. Сжигание под избыточ. давлением в 0,15-0,5 атм. Горючее: газы, жидкое топливо (нефть, солярка и др.) и кокс. Подача воздуха через компрессоры или вентиляторы высокого давления. Диаметр упрочнения: 3-8м, глубина 10-15м. Если скважины расположить в линию, то можно зафигачить стену упрочненного грунта. Также скважины можно располагать горизонтально и наклонно. Минусы: не учитывает неоднородности газопроницаемости массива, которая уменьшается с глубиной (поэтому форма упрочненной части массива может иметь форму усеченного конуса с основанием кверху).

Метод Касперского, Фундаментпроект. На заданую глубину опускается регулятор, диаметр ег верхнего звена равен диаметру скв. Нижнее звено обмотано шнуровым асбестом, служащим сальником, который отделяет грунт обжигаемой зоны от вышенаходящихся участков скв. Тогда газы фильтруются в грунт ниже регулятора.

Метод Погосяна. Бурят скважину, засыпают порцию глин. грунта с нужными свойствами, обжигают его термогазодинамической горелкой при 1200-1600˚С. А потом также с новой порцией грунта.

При обжигании на удалении от скважины располагается три зоны:

1)зона обжига (максимальные температуры, изменения структуры грунта, преобразование и образование минералов, образования прочных мостиков контактов из расплавившейся массы;

2)переходная зона;

3)зона прогрева (частичное изменение свойств, удаление связанной воды, изменение и частич. сгорание органики, окисление окисных форм железа и др.).

Термическая обработка применяется для: улучшения просадочных свойств, стабилизации ползней, создания прочного основания, формирования термосвай, снижения бокового давления на подпорные стенки, иммобилизации опасных отходов путем превращения засранных грунтов в кристаллический монолит.