26. Термический метод закрепления грунтов.

26. Термический метод закрепления грунтов.

Применяют для упрочнения сухих макропористых пылевато-глинистых грунтов, обладающих газопроницаемостью (лессы). Этому виду закрепления поддаются также глины и суглинки если они имеют удовлетворительную воздухопроницаемость.

Сущность: через грунт в течение нескольких суток (5-12 суток) пропускают раскаленный воздух или газы (P≈ 0015-0, 05 МПа). Под действием высокой температуры (t≈ 800ᵒ C) отдельные минералы, входящие в состав скелета, оплавляются, увеличивается прочность структурных связей грунтов. В результате этого образуются прочные водостойкие структурные связи между частицами.

При обжиге грунты теряют большую часть химически связанной воды, что уменьшает просадочность, размокаемость, способность к набуханию. В результате термической обработки получается упрочненный конусообразный массив грунта d поверху 1, 5-2, 5м понизу 0, 2-0, 4м глубина 8-10м.

Рис. 12. 15. Схемы термического закрепления грунтов при сжигании топлива в устье скважины (а) и при передвижении камеры сгорания вдоль скважины (б):

1 – трубопровод для жидкого топлива; 2 – то же, для воздуха; 3 – форсунка; 4 – затвор с камерой сгорания; 5 – скважина; 6 – просадочный лессовый грунт; 7 – зона термического закрепления; 8 – гибкий шланг; 9 – натяжное устройство; 10 – жароизолирующий материал

Применяется и другая технология, позволяющая сжигать топливо в любой по глубине части скважин. В результате образуются грунтовые массивы (термосваи) постоянного сечения. Сроки обжига в этом случае несколько сокращаются, упрощается технология работ.

27. Фазы напряженного состояния грунтов.

Рассмотрим зависимость осадки жесткого штампа, установленного на основании сложенном из грунтов, обладающих структурной прочностью, от действия возрастающей с постоянной скоростью внешней нагрузки (рис1)

На графике можно выделить 4 характерных участка: ОА, АБ, БВ, ВГ.

На ОА напряжения не превышают структурной прочности. Под краями штампа вследствие концентрации напряжений давление может превышать структурную прочность грунта. Внешняя нагрузка вызывает перемещение частиц восновном вниз, и зона деформации по глубине превышает ширину подошвы фундамента (рис2 а). Осадки на этой стадии нагружения носят в основном упругий характер, поэтому этот участок на гр-ке наз-т фазой упругих деформаций. На этом участке осадка пропорциональна приложенной нагрузке, т. е. зависимость линейна.

При дальнейшем увеличении нагрузки давления под подошвой штампа превысят значение структурной прочности, а под краями штампа будут образовываться пластические зоны деформации или деформации сдвигов 1 (рис2б). Эта фаза деформирования сопровождается уплотнением грунта под подошвой штампа и называется фазой уплотнения локальных сдвигов. Несмотря на то что зависимость нелинейная (уч-к АБ рис 1) она незнаительно и ей пренебрегают.

При возростании нагрузки на участке БВ зоны пластических деформации развиваются в стороны и вглубь, вовлекая в пластическое деформирование всё большие объемы грунта (рис 2 в). кривизна линии БВ еще более возрастает. Эту фазу называют фазой развития значительных сдвигов и уплотнения грунта по сторонам от зон пластически деформаций.

Дальнейшее нарастание нагрузки приводит к формированию под штампом уплотненного ядра 3, которое, перемещаясь вместе со штампом, способствует расклиниванию грунта и развитию областей сдвига, что приводит к перемещению грунта в сторону наименьшего сопротивления – в сороны и вверх (рис 2 г) по поверхности скольжения 2. Это вызывает резкую осадку штампа с выпором грунта из под его подошвы в рез-те потери устойчивости грунта. На графике эта фаза – ВГ называется фазой выпора.

Для фундаментов глубокого заложения явной потери устойчивости грунтов не происходит. Т. к выпору грунта из под подошвы препятствуют вышеляжащие грунты