Самойленко Алексей Борисович. Разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием

Короткий опис

Самойленко, Алексей Борисович. Разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.11 / Самойленко Алексей Борисович; [Место защиты: Сиб. автомобил.-дорож. акад. (СибАДИ)].- Омск, 2012.- 126 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/3115

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(ФГБОУ ВПО СибАДИ)
Самойленко Алексей Борисович
Разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым
защелачиванием
Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор В.Н.Шестаков
Омск 2012
4
8
8
26
36
39
39
47
56
58
58
63
70
71
73
75
Оглавление:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Механизм пучинообразования дорожной конструкции
1.2 Методы и способы ликвидации пучинообразования эксплуатируемых дорожных конструкций.
1.3 Цель и задачи. Структурная схема и методика исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНИЯ ПУЧИНООБРАЗОВАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА УПРАВЛЯЕМЫМ ЗАЩЕЛАЧИВАНИЕМ
2.1 Физико-химическая сущность взаимодействия глинистого грунта с раствором гидроксида натрия и негашеной известью
2.2 Геоэкологическая безопасность обработки глинистых грунтов раствором гидроксида натрия
2.3 Выводы по главе 2
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА РАСТВОРА ЗАЩЕЛАЧИВАНИЯ НА ПУЧИНИСТОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
3.1 Характеристика материалов и методики исследования
3.2 Влияние дозировки гидроксида натрия, извести и плотности грунта на его пучинистость
3.3 Оценка долговечности снижения пучинистости грунта
3.4 Оценка прочностных и деформационных свойств грунта, обработанного раствором гидроксида натрия
3.5 Выводы по главе 3
4 СТЕНДОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
УПРАВЛЯЕМОГО ЗАЩЕЛАЧИВАНИЯ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА 
з
4.1 Характеристика опытного стенда дорожной конструкции 75
4.2 Прогноз пучения дорожной конструкции опытного стенда 80
4.3 Обоснование технологических параметров управляемого 81 защелачивания глинистых грунтов
4.4 Мониторинг результатов стендового моделирования исследуемой 84 технологии
4.5 Выводы по главе 4 86
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ И ТЕХНИКО- 88
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
5.1 Основные положения разработанных методических рекомендаций по 88 снижению пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием
5.2 Технико-экономическая эффективность технологии ликвидации 91 пучинообразования глинистого грунта управляемым защелачиванием
5.3 Выводы по главе 5 99
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 100
Библиографический список 102
Приложение А. Патент №2407859: способ ликвидации
пучинообразования дорожных конструкций управляемым 118
защелачиванием грунта
Приложение Б. Акты о передаче методических рекомендаций 120
Приложение В. Характеристика участка для опытного строительства 122

Список літератури

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Сущность снижения пучинистости глинистых грунтов водными растворами гидроксида натрия (>1н) с добавкой негашеной извести заключается в возникновении новых вяжущих веществ на контактах частиц грунта, образованных из продуктов разрушения кристаллической решетки и алюмосиликатного ядра глинистых минералов. При этом нами экспериментально впервые установлен эффект снижения степени пучинистости глинистых грунтов (до непучинистого или слабопучинистого) при их обработке водными растворами гидроксида натрия (3-4 н концентрации, 32-43 кг/м3 грунта) с добавкой негашеной извести (0,1-0,3% от объема раствора). Наряду со снижением степени пучинистости обработанных глинистых грунтов, происходит увеличение их прочностных и деформационных показателей
2. Долговечность эффекта снижения степени пучинистости грунта обработкой его растворами гидроксида натрия с добавкой извести после 20 циклов промораживания-оттаивания практически не изменяется (относительная деформация морозного пучения увеличилась на 12,5%).
3. Основными технологическими параметрами снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием являются: толщина слоя обработки грунта земляного полона Ьсл, равная двум радиусам обработки г от 0,3 м до 1,4 м; расстояние между инъекторами 1р=1,73г; расчетный объем грунта, обрабатываемый за одну заходку Vp=7i-r -(1+г); производительность нагнетания П=ц-к; количество раствора рабочей концентрации необходимое для обработки грунта за одну заходку @р=тгг -(г + 1)п-а; а - коэффициент насыщения грунта
раствором щелочи, принимаемый 0,7; давление нагнетания Р<0,2МПа.
4. Разработанная технология, защищенная патентом Российской Федерации, позволяет на основе методических рекомендаций, регламентирующих требования к проектированию и производству работ, эффективно снижать
пучинообразование глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием.