Файл: Кушнарев Д.М. Использование энергии взрыва в строительстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 129
Скачиваний: 0
да 55 кг, глубина заложения 1,6 м, показатель выброса 2,5. Пос ле взрыва была образована выемка диаметром поверху 8 м и глу биной 2 м. В течение 1,5 месяца при периодическом наполнении выемки водой вели наблюдения за суммарными потерями па фильтрацию. Наблюдениями установлено, что скорость фильтра ции снизилась с 7-10~5 до 1,1 —1,2-10~5 см/сек [2].
V.м/сутки
Рис. 80. Изменение скорости фильтрации во времени в выемке, образованной взрывным способом
а — до взрыва микрозаряда: б — после взрыва |
мнкрозаряда в воде |
После достижения установившейся фильтрации в выемке на |
|
глубину 1 м был опущен заряд аммонита |
весом 150 г во влаго |
непроницаемой крафт-целлюлозной бумаге. Капсюль-детонатор был заложен внутрь заряда, взрывание его производилось ас фальтированным огнепроводным шнуром. После взрыва неболь шого заряда в заполненной водой выемке в первый же день
резко |
снизилась скорость |
фильтрации |
с |
1,2-Ю- 5 до 7>< |
||||||
Х10~6 |
см/сек; |
через |
10 дней |
она составляла |
3,3 - Ю - 3 |
см/сек |
||||
(рис. 80). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проводились также исследования изменения фильтрационной |
||||||||||
способности грунта после взрыва небольшого заряда |
ВВ под во |
|||||||||
дой в |
выемке, |
образованной |
в суглинках |
механизированным |
||||||
способом. Размеры выемок: глубина 1,2 м, |
диаметр |
поверху |
||||||||
4,5 м, диаметр |
понизу 2,5 м. После достижения |
установившейся |
||||||||
фильтрации |
в |
выемке |
был произведен взрыв |
заряда |
аммонита |
|||||
весом 250 г |
во влагонепроницаемой оболочке. После |
взрыва за |
||||||||
ряда вначале |
скорость фильтрации составляла 6,4 - Ю - 4 |
см/сек, |
||||||||
на вторые |
сутки — 2,5—3,9 -10- 4 слі/сек |
(рис. 81). |
|
|
194
Применение способа взрывной кольматации для борьбы с фильтрацией воды характеризуется высокой эффективностью. Для кольматации участка канала длиной 100 м с поперечным сечением 10—12 м2 требуется ВВ основных зарядов 250X75= = 18,75 кг, вспомогательных 400X25=10 кг. При этом площадь смоченной части канала, подвергшейся действию взрыва, состав-
'K^/£jW^ Рис. 81. Изменение скорости фильтрации ѵ в канале, образо ванном механизированным способом
/ — до взрыва микрозаряда в воде; 2 — после взрыва
1.0
0.8 as
0,1
0,2\
0.1 ; 2 3 h 5 6 7 8 S Ю U 12 13 П /5 16 П 18 19 20 21 22 23 24 25
ляет 350 м2. Расход основных средств взрывания на 1 м2 канала: аммонита 82 г, детонирующего шнура 1 м, капсюлей-детонато
ров 0,02 шт., огнепроводного |
шнура 0,02 м, битума 10 г, картон |
|
ных |
патронов 0,5 шт. Таким |
образом, вес всех материалов на |
1 м2 |
канала равен 0,1—0,2 кг, тогда как при бетонной одежде |
180—330 кг, битумизации 4—9 кг, нефтевании 5—6 кг, солонце-
вании |
4—-5 кг. |
Стоимость |
1 м2 канала, |
обработанного |
взрыв |
|||
ным |
способом, |
составляет |
около |
7—8 |
коп. Затраты |
труда |
||
0,005 чел.-смены. |
|
|
|
|
|
|
||
Способ взрывной кольматации отличается высокими тем |
||||||||
пами выполнения работ без применения |
сложных механиз |
|||||||
мов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В отличие от обычных способов |
борьбы с фильтрацией воды |
|||||||
взрывной способ можно применять, не прекращая |
эксплуатацию |
|||||||
водоема или канала. Кроме того, |
верхний |
слой |
взорванного |
|||||
грунта предохраняет нижние горизонты |
от промерзания |
и де |
||||||
формации. Антифильтрацнонный |
слой |
грунта, |
образован |
|||||
ный |
взрывом, |
характеризуется |
более |
длительным |
сроком |
службы.
13* |
195 |
Г Л А В А X
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ГРУНТОВ ПРИ ВЗРЫВЕ ЗАРЯДА В ЖИДКИХ ЦЕМЕНТИРУЮЩИХ СРЕДАХ
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Характер изменения |
физико-механических |
свойств |
песчаных |
и глинистых грунтов под воздействием взрыва |
в условиях, когда |
||
пространство между |
зарядом ВВ и твердой |
средой |
заполнено |
жидким цементирующим составом, изучен еще недостаточно полно, несмотря на множество теоретических и эксперименталь ных исследований физико-механических свойств грунтов, под вергаемых статическим или динамическим нагрузкам при воз ведении различных сооружений. Некоторые законы механики грунтов могут быть использованы для изучения прочностных, деформационных, фильтрационных свойств и других физико-ме ханических характеристик при исследовании природы измене ния прочностных свойств грунтов под действием взрыва в раз личных цементно-грунтовых средах. Для более обстоятельного
решения указанных вопросов в области влияния |
взрывных |
и гидровзрывных сил на физико-механические свойства грун |
|
тов в первую очередь должны быть рассмотрены |
следующие |
задачи. |
|
1. Определение основных показателей механических и проч ностных свойств грунтов, подвергшихся взрывной и гидровзрыв
ной инъекции цементирующих составов в поры |
и трещины грун |
||||||
товых |
массивов. |
|
|
|
|
|
|
2. |
Исследование |
физико-механических |
и |
фильтрацион |
|||
ных свойств грунтов при взрывании в |
них |
|
вертикальных и |
||||
горизонтальных |
непрерывных |
цилиндрических |
заря |
||||
дов. |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Установление |
закономерностей |
распределения |
напря |
|||
жений |
в грунтах под действием взрывных |
и |
гпдровзрывиых |
||||
сил сжатия при использовании зарядов |
различных |
конструк |
|||||
ций. |
|
|
|
|
|
|
|
4.Исследование закона гидровзрывного уплотнения земля ных масс и разработка метода расчета уплотняющего действия взрыва в цементирующих средах.
5.Изучение вопросов прочности и устойчивости стенок выра боток и откосов каналов после взрыва и разработка методов определения физических свойств грунтов, измененных энергией взрыва.
196
средние показатели: влажность 18,8—20,1%, объемный вес
1,92—1,94 |
г/см3, |
пористость 39,1—43,1%, удельное сопротивле |
|||
ние |
пенетрации |
1,5—2,3 кгс/см2 и |
сопротивление |
сдвигу 0,4— |
|
0,6 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
|
Взрывы |
вертикальных микрозарядов (размещенных в поли |
|||
этиленовых |
трубках различного |
диаметра) |
производились |
в скважинах, заполненных жидкими растворами цемента, биту ма и парафино-битумной смеси. После взрыва из уплотненного грунта отбирали образцы (рис. 82) для исследования изменения плотности глинистых грунтов.
Специфика лабораторных исследований |
физико-механиче |
ских свойств грунтов, уплотненных взрывом, |
обусловлена тем, |
что грунт из изотропного по своим свойствам |
становится анизо |
тропным в пределах небольших расстояний, поэтому физические свойства (влажность, объемный вес) следует определять в пре делах небольших расстояний до 4—6 см, так как изменение фи зических свойств грунтов при взрыве характеризуется синусои дой с амплитудой 3—16 см. При лабораторных исследованиях физико-механических свойств грунтов рекомендуется использо вать секционный метод. Монолиты грунта разбивают па секции размером 4—6 см.
В результате исследований установлено, что для моренных суглинков, характеризующихся в естественном состоянии следу
ющими свойствами: влажность |
21,2%, |
объемный вес |
1,88 |
г/см3, |
||||
объемный вес скелета грунта 1,54 г/см3, |
пористость |
43,2%, со |
||||||
противление сдвигу 0,18 кгс/см2, |
удельное |
сопротивление |
пене |
|||||
трации 1,6 кгс/см2, |
наибольшее |
упрочнение |
и изменение |
физи |
||||
ко-механических свойств происходит |
при. заполнении |
полости |
||||||
скважин раствором жидкого битума (рис. 83). |
|
|
|
|||||
Наибольшая уплотияемость моренных суглинков наблюдает |
||||||||
ся при использовании битума, |
меньшая — парафиио-битумной |
|||||||
жидкой смеси (с содержанием |
парафина |
10—15%). |
Наимень |
|||||
шая уплотияемость |
отмечается |
при взрыве |
зарядов |
в |
жидком |
цементе. Естественная влажность моренных суглинков (21,2%) в этом случае неравномерно изменяется в глубину по радиусу распространения взрывной волны. Наименьшая влажность на блюдается на расстоянии 12—16 см от поверхности выемки после
взрыва. |
При применении жидкого цемента естественная влаж |
|||||||
ность |
на |
расстоянии |
16 см снижается |
до |
18,2%, |
при использо |
||
вании |
битумно-парафиповой |
смеси — до |
19,4% |
и |
жидкого би |
|||
тума— до 15,3—16,5% |
(рис. 83, а) . |
|
|
|
|
|||
Объемный вес грунта и объемный вес скелета при действии |
||||||||
взрыва в различных средах |
(рис. 83, б |
и в) изменяются в зави |
||||||
симости |
от свойств |
цементирующего |
состава |
и |
физических |
свойств грунтов до взрыва. При использовании смеси жидкого
цемента |
в соотношении |
1 :3 и 1:4 объемный вес грунта |
и объ |
|
емный |
вес |
его скелета |
изменяются соответственно |
от 1,88 |
и 1,54 г/см3 |
в естественном состоянии до 2,0 и 1,67 г/см3 |
на рас- |
198
Рис. 83. Из менение фи зических свойств грунтов в зависимости от расстоя ния S от скважины при взрыве заряда в различных цементи рующих сре дах
о—влажности; б — объемного веса; в — объ емного веса скелета; /—до взрыва; 2 —в битумно-пара- фииооой сме си; 3 — в це ментирующей жидкости; 4 — в жидком би
туме
S,CM
199