Файл: Гофман-Захаров П.М. Проектирование и сооружение подземных резервуаров - нефтегазохранилищ.pdf

Согласно данным проф. С. С. Вялова, сопротивление мерзлого грунта при длительном воздействии нагрузки в несколько раз меньше сопротивления мгновенно действующей нагрузке. .

По мнению Н. А. Цытовича, при длительном воздействии на­ грузки лед медленно, но беспрерывно течет, что в значительной степени обеспечивает пластичность дисперсных грунтов.

Зависимость сопротивления разрыву о мерзлой супеси от вре­ мени действия нагрузки т показана на рис. 28. По оси абсцисс отложено время действия нагрузки в ч, по оси ординат — предел прочности при растяжении в кГ/см2.

Как видно из графика, в течение некоторого промежутка вре­ мени (100 ч) предел прочности уменьшается, и в дальнейшем величина эта остается неизменной.

Зависимость предела прочности мерзлых грунтов и льда от значения отрицательной температуры приведена на рис. 29.

В табл. 8 приведены величины пределов прочности различных мерзлых грунтов при растяжении и сжатии в зависимости от абсолютного значения отрицательной температуры при влаж­ ности, соответствующей полной влагоемкости этих грунтов.

ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

Удельный вес. Согласно данным Д . Е. Полыпина удельные веса грунтов чрезвычайно устойчивы. В частности, на основании про­ изведенной им обработки данных многочисленных определений с вероятной ошибкой в пределах от ±0,36 (для песков) до ±0,99% (для глин) можно принять:

Пористость — это суммарный объем всех пор в единице объема грунта независимо от их величины и степени заполнения. Порис­ тость определяется как отношение объема пор в. грунте V'„ ко всему занимаемому грунтом объему V, выраженное в процен-

тах n, или к объему, занятому только грунтовыми частицами, выраженное в долях единицы | . Величину п называют пористо­ стью, величину | — коэффициентом пористости, или приведенной пористостью.

женное в процентах; естественная влажность — влажность грун­ та в условиях естественного залегания. В СССР методика опре­ деления влажности стандартизирована (ГОСТ 51—79—64).

Льдистость. Относительной льдистостью мерзлых грунтов на­ зывают отношение веса льда к весу всей'воды в мерзлом грунте.

Исследованиями фазового состава воды в мерзлых грунтах установлено, что в песках при температуре около 0° практически замерзает вся вода и льдистость близка к единице, а в глинистых грунтах некоторое количество воды не замерзает даже при зна­ чительных отрицательных температурах. Данные опытов пока­ зывают, что, например, в илистом грунте даже при температуре минус 40° не замерзает более 10% воды. От количества незамерзшей влаги существенно зависят теплофизические и прочност­ ные свойства мерзлых грунтов. Поэтому как в тепловых расчетах, так в самом процессе замораживания этот фактор игнорировать нельзя.

В табл. 9 представлены опытные данные по определению льди-

Теплоемкость грунтов. Согласно рекомендациям В. С. Лукья­ нова и X. Р. Хакимова для определения теплоемкости грунта пра­ вомерно сделать следующее обобщение

где С — теплоемкость грунта;

Для определения теплоемкости талого грунта следует прини­ мать і=0, соответственно для полностью промороженного грунта ; = і .

На основании многочисленных экспериментов теплоемкость скелета грунта можно брать по следующим данным: для кварце­

Теплоемкость льда в зависимости от температуры можно опре­

Теплопроводность грунтов. Величина коэффициента теплопро­ водности различных мерзлых грунтов при различных влажностях колеблется весьма значительно. Предпочтительнее в каждом кон­ кретном случае пользоваться данными, полученными непосред­ ственно на площадке строительства. Наибольшего внимания за­ служивают методы, основанные на анализе наблюдений за изме­ нением температур зимой в слое промерзшего грунта, т. е. в есте­ ственных условиях. Определенный таким образом коэффициент теплопроводности является усредненной характеристикой мерз­ лого грунта в естественных условиях, т. е. именно тем парамет­ ром, который нужен для расчетов.

В случае отсутствия таких данных можно пользоваться пока­ зателями, представленными в табл. 10.

Температуропроводность грунтов. При выполнении расчетов переменного по времени теплопритока к ледогрунтовым подзем­ ным емкостям нередко пользуются величиной температуропро­

Определение толщины мерзлотного цилиндра. Мерзлотный ци­ линдр является начальной герметизирующей оболочкой буду­ щего хранилища и одновременно подпорной стенкой. В ледогрунтовом цилиндре развиваются лишь сжимающие напряжения, в связи с чем при значительном сопротивлении мерзлого грунта сжатию можно обойтись небольшими толщинами мерзлотной зоны.

Т а б л и ц а 10