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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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