3. Механизм процесса кольматации.

Кольматация как способ мелиорации представляет собой вмыв глинистых частиц в поры и небольшие трещины грунтов в целях уменьшения их фильтрационной способности. Относится к методам уплотнения грунтов без изменения объема. Кольматация – процесс, активно проявляющийся при эксплуатации гидротехнических, мелиоративных и санитарно-технических сооружений, при очистке сточных вод, в песчаных фильтрах, при дренажных работах. Так в процессе эксплуатации дренажа часто наблюдается постоянное снижение расхода воды в дренажных системах за счет кольматации фильтрующих грунтов и обратных фильтров

Билет 15

1. Закрепление песчаных грунтов органическими полимерами

1)Закрепление битумными эмульсиями (Б.Э.)

Б.Э. под давлением оттесняют воду в порах, заполняя поры. Под влиянием коагулянтов происходит распад эмульсии, в результате чего отделяются капли битума и сливаются в одну массу

Для песков с Кф=50-100м/сут или для трещиноватых пород с удельным водопоглощением 0,1 -1л/мин радиус закрепления для мелких песков – 1м, для крупных песков – 2м.

2)Закрепление карбамидными смолами (К.С.)

Карбомидная смола – продукт сополимеризации мочевины и формальдегида. Используется для песков с Кф=3-50м/сут

Недостатки – предварительное смешение раствора К.С. с отвердителем (36% HCl или щавелевая к-та или NH4Cl). Т.к. р-р К.С. устойчив только в избытке р-ра формальдегида, то добавляем NH4Cl, нейтрализуя формальдегид до уратропина с одновременным выделением HCl, способствующей полимеризации К.С.

Недостатки – высокая коррозионная активность по отношению к строительным бетонным конструкциям за счет наличия своб.формальдегида

Прочность 7-10МПа. Эффект закрепления зависит от концентрации смолы, от минерального состава и дисперсности песков. Не очень «классно» наличие в песках карбонатов. Для улучшении адгезии [сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел] смолы к частицам песка добавляют ПАВ (фуриловый спирт – 1%)

Другие виды смол: В процессе стройки Ингурской ГЭС: 1 часть фенолспирта, 0,8 частей бензосульфатной кислоты. Это все с вязкостью 8 сПз. При твердении прочность 2,5МПа

1ч ФРЭС (суммарный сланцевый фенол, разбавленный этиловым спиртом)

0,7ч формалина, 0,3ч NaOH. Начальная вязкость 8сПз, прочность 2-2,5 МПа.

Для укрепления используют:

Резарцинформальдегидные смолы

Фурановые смолы

Хромлигниновые смолы

Акриловые кислоты

Полиуритановые

Основа – акрилаты Са.

2. Цементация скальных трещиноватых пород

Верхний предел >200 м/сут

Нижний предел 0,1 м/сут

Бурится скважина, промывают 5% р-ром NaOH до полного осветления. Нагнетание р-ра происходит поинтервально заходками сверху вниз.

Давление нагнетания: 3-15атм либо 10-30атм.

Существует 2 схемы: а) циркуляционная (к скважине подключена обратная линия и весь раствор, не пошедший в зону инъекции поступает обратно в скважину – 3-15атм)

б) безцеркулляционный (дожимной) – когда обратная линия отключается, давление растет до 30атм, задавливает все в трещины.

В 1 случае – разбавленные р-ры с высокими цементационными соотношениями (от 4 до 1,2). Во 2 случае – от 1 и ниже. После инъекции бурится контрольная скважина и по удельному водопоглощению определяют эффект закрепления («плотность цементационной завесы»)

0,01л/с – эффект закрепления достигнут

Существуют однорядные и до 4-рядных. Глубинность до 120м.

При площадной цементации глубинность 10-15м, скважины располагаются в шахматном порядке с перекрытием. Радиус закрепления 1-1,5м.

Цементация может производиться через подготовленный фундамент сооружения. Время схватывания регулируется с помощью различных добавок – хлориды (убыстряют), сульфаты (замедляют). Для томпонирования крупных полостей используют отягощающие вещества (песок).