1 Лессовые породы - объекты тмг
Лессовые грунты – континентальная пылевато-глинистые и пылевато-супесчаные порода палево-рыжего цвета со столбчатой отдельностью, для которой характерно: пылеватый состав, рыхлое сложение, низкая влажность высокая пористость (до 46-50%).
Пылеватые и мелкопесчаные частицы представлены зернами кварца, полевого шпата, слюд и карбонатов, а так же агрегатами тонкодисперсных частиц кварца, гидрослюд, каолинита, монтмориллонита и гидроокислов железа.
Карбонаты кальция и магния от 5 до 15% (иногда 45%), гипс–4%, сульфаты и хлориды от 0,5 до 5%. Песчаные зерна часто покрыты железистой пленкой. Реакция среды щелочная. Орг. в-во менее 1%. ЕКО от 9-12 25-30 мг-экв на 100г. Число пластичности от 3 до 10, объемная масса скелета 1,17-1,79 г/см3.
Структуры лессов: зернисто-пленочная (зерна и агрегаты зерен не связаны друг с другом); агрегативная (зерна, агрегаты и полуагрегаты связаны в единую систему); зернисто-агрегативная (переходный, имеет признаки и того и другого типов).
Типы контактов: межагрегатные (контакты коагуляционного и псевдоконденсационного типов, которые ослабляются при увлажнении); внутриагрегатные (более прочные, контацты кристаллизационно-конденсационного вида).
70<Rc<1800 кПа, 0,001<Кф<8,5 м/сут, 10<с<40 кПа, 5<φ<31, при насыщении водой - 2<с<5 кПа, 4<φ<8.
Лессовые породы имеют истинно конденсационно-коагуляционную структуру.
Наиболее типичным свойством лесов явл. просадочность (способность уменьшать свой объем при увлажнении под нагрузкой). Основная деятельность борьба с просадочностью. Основные методы борьбы: предпостроечное уплотнение, инъекционное упрочнение, обжиг. Важно учитывать: хим., мин. состав, проницаемость, емкость поглощения лессов щелочной средой. Если емкость поглощения в щелочной среде: 1) > 25мг-экв/100г, то лессы активные (по отношению к силикатному раствору) их можно закреплять методом однорастворной силикатизации; 2) <25мг-экв/100г, то только с отвердителем.
Показатель
просадочности: П=
(е-коэф. пористости ненаруш. грунта; е1-
для влажности на границе текучести)
2 Горячая битумизация скальных трещиноватых грунтов.
Горячая битумизации применяется для создания водопреграждающих завес в подземном строительстве, что обеспечивает проведение шахтных стволов, горизонтальных горных выработок и других подземных сооружений. Битумизация осуществляется через сеть пробуренных скважин, в которые через инъекторы нагнетается горячий битум. Попадая в трещины и пустоты, битум вытесняет из них воду, затвердевает и становится способным выдержать напор воды. Битумизация м/б предварительной и последующей. Предварительная применяется до проведения через грунты горных выработок. Последующая – после проходки для придания крепи водонепроницаемости.
Поскольку битум при своем движении по скважине отдает тепло окружающей породе, его температура понижается и увеличивается вязкость. Скорость при этом так же уменьшается. Когда скорость будет стремиться к нулю начинается процесс остывания и затвердевания битума. Последнее и определяет радиус битумизации. При продолжающемся нагнетании битума скорость и расход его будут уменьшаться, а нагнетаемый битум будет частично расходоваться на уплотнение остывшей зоны.
Если трещина заполнена водой, то битум, соприкасаясь с водой, образует вязкую пластичную оболочку, вязкость которой значительно превышает вязкость в центральной части, где находится жидкий битум. За счет нагнетания битума оболочка расширяется и продвигается по трещине, отжимая воду. Нагнетание происходит в несколько стадий с увеличение давления нагнетания от 5 20 атм.
Заполнение битумом трещин с движущейся водой происходит за счет образования битумных нитей, переносимых потоком, которые образуется клубок при их концентрации на неровностях трещины, который ее и закупоривает, уменьшая скорость течения воды.
Для битумизации используются битумы нефтяных марок БН-III и БН-III-V или сланцевые битумы. Важные характеристики: температура размягчения, температура вспышки и вязкость. При сильнотрещиноватых породах для уменьш. расхода битума исп. наполнители: шлаковая зола, торф, парафин. Ориентировочный расход битума 150-600 кг на 1погонный метр скважины, количество наполнителя – 20-25% от массы битума.
Горячей битумизации подвергаются трещиноватые грунты с любыми притоками агрессивных и неагрессивных вод при ширине раскрытия трещин более 0,2мм. Удельное водопоглощение от 0,5 до 100 и выше л/мин. Оборудование: 1) оборудование без прогрева (котел, насоса, трубопровод, питающая труба и измерительное устройство) 2) с прогревом (за счет стальной проволоки в трубе, через которую подают ток).
При затвердении объем битума уменьш. на 8-11%, для этого нагнетают в несколько приемов, а перед каждым новым циклом скважина прогревается.
Преимущества: метод применим для вод любой агрессивности, для больших скоростей водного потока, особенно эффективен для карбонатных грунтов.
Недостатки: неприменимость с низкими значения уд. водопоглощения, неудобства использования горячего битума и его постоянного подогрева, способность застывшего битума к пластическому течению.
Радиус закрепления от 0,5 до 3,5м.