Технологические свойства мерзлого грунта, методы его разработки.

Для мерзлых грунтов характерным является значительное увеличение трудоемкости их разработки вследствие повышенной механической прочности. Кроме того, мерзлое состояние грунта усложняет технологию, ограничивает применение некоторых типов землеройных (экскаваторов) и землеройно-транспортных (бульдозеров, скреперов, грейдеров) машин, уменьшает производительность транспортных ср-в, способствует быстрому износу деталей машин собственно их рабочих органов. В тоже время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов.

Разработку грунта в зимних условиях осуществляют следующими методами:

Предохранением грунта от промерзания и последующей разработкой обычными методами (осуществляют рыхлением поверхностных слоев, укрытием поверхности различными утеплителями, пропиткой грунта солеными растворами).

Разработкой грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением, а также с последующей разработкой землеройными или землеройно-транспортными машинами осуществляют механическим или взрывным методом. Механическое рыхление базируется на резании, раскалывании или сколе слоя мерзлого грунта статическим или динамическим воздействием. (Статическое воздействие основано на воздействии непрерывного режущего усилия в мерзлом грунте специальным рабочим органом – зубом; Динамическое воздействие основано на создании ударных нагрузок на открытой поверхности мерзлого грунта)

Непосредственной разработкой мерзлого грунта(без предварительного рыхления) ведется двумя методами: блочным и механическим.

Блочный метод основан на том, что монолитность мерзлого грунта нарушается с помощью разрезки его на блоки, которые затем удаляют экскаватором, строительным краном или трактором.

Механический метод основан на силовом(иногда в сочетании с ударным или вибрационным) воздействии на массив мерзлого грунта. Реализуется применением как обычных земреройно-транспортных машин, так и машин, оборудованных специальными рабочими органами.

Оттаиванием грунта и его разработкой в талом состоянии осуществляют тепловыми способами, характеризующимися значительной трудоемкостью и энергоемкостью.

Способы оттаивания мерзлого грунта классифицируют как по направлению распространения теплоты в грунте(способ оттаивания грунта сверху вниз, снизу вверх и оттаивание грунта по радиальному направлению) так и по применяемому виду теплоносителя(огневой способ, способ электропрогрева)

1.оттаивание сверху вниз - неэффективен, так как источник теплоты размещается в зоне холодного воздуха, что вызывает большие потери теплоты, но требует минимальных подготовительных работ. 2 снизу вверх - необходимость выполнения трудоемких подготовительных операций,

3 по радиальному направлению - от вертикально установленных элементов, погруженных в грунт - этот способ по своим экономическим показателям занимает промежуточное положение. По виду теплоносителя:

1. огневой способ -звеньевой агрегат, состоящий из ряда металлических коробов в форме разрезанных усеченных конусов, из которых собирают сплошную галерею. В первом

конусе сжигают твердое или жидкое топливо. Вытяжная труба последнего короба обеспечивает тягу, благодаря которой продукты сгорания проходят вдоль галереи и прогревают расположенный под ней грунт.

2.Способ электропрогрева - пропуск тока через разогреваемый материал. При оттаивании грунта горизонтальными электродами по поверхности фунта укладывают электроды из

полосовой или круглой стали, концы электродов отгибают для подключения к проводам. Оттаивание вертикальными электродами -стержни из арматурной стали с заостренными нижними концами. При оттаивании сверху вниз необходимо систематически убирать снег и

устраивать опилочную засыпку, пропитанную солевым раствором - расход энергии немного ниже, чем при способе горизонтальных электродов

3.Паровое оттаивание. Паровые иглы. Металлическая труба с наконечником с отверстиями. Иглы соединяют с паропроводом гибкими резиновыми шлангами - этот метод требует в 2 раза больше расхода теплоты, чем метод глубинных электродов. Оттаивание электронагревателями - электроиглы. Стальные трубы с нагревательным элементом внутри изолированным от корпуса трубы.

№7