Способ глинизации заключается в нагнетании через систему скважин глинистых суспензий с плотностью 1.1 – 1.5 г\см3 под давлением 1.5 – 2 МПа. Повышенное давление создается для отжатия избытка воды из суспензии. Наилучшими материалами для глинистых растворов при глинизации трещиноватых и кавернозных пород являются суглинки и полиминеральные глины.
По способу образования устойчивых глинистых суспензий, глины, в зависимости от минералогического состава, располагаются в следующий ряд по убыванию (от более устойчивых – к менее): палыгорскитовые – монтмориллонитовые – гидрослюдистые – каолинитовые.
Метод глинизации был разработан в СССР при проходке шахт на Урале, а затем применен в гидротехническом строительстве.
Недостатки метода:
1) глинизация не улучшает физико-механических свойств трещиноватых грунтов;
2) отмечается пониженная стойкость глинистой завесы против суффозии.
2.5 Горячая битумизация
Часто применяется в подземном строительстве для проходки шахтных стволов, горизонтальных горных выработок и других подземных сооружений.
Битумизация пород осуществляется через сеть пробуренных скважин, в которые через инъекторы нагнетается горячий битум. При затвердевании битума в трещинах происходит уменьшение его объема на 8 - 10%, поэтому нагнетание проводится в несколько приемов. Битум устойчив к действию подземных вод, не выносится из трещин при значительных скоростях фильтрационного потока. Способ битумизации неприменим в породах с тонкими трещинами и с коэффициентом фильтрации менее 60 м\сут. Кроме того, битум пластичен и при длительных нагрузках может выдавливаться из трещин.
2.6 Силикатизация
Для закрепления грунтов с низкой водопроницаемостью, таких как аргиллиты, алевролиты, мергели, некоторые массивы песчаников, известняков, доломитов, гипсов применяют силикатизацию путем нагнетания через скважины, трещины гелеобразующих растворов на основе жидкого стекла. Жидкое стекло представляет собой смесь растворимых силикатов, щелочных металлов отвечающих общей формуле (ф1).
Промышленное производство жидкого стекла основано на высокотемпературном обжиге (1300 – 1500 градусов Цельсия) до плавления кремнеземистых материалов, таких как молотый кварцевый песок с содой или сульфатом натрия. Для затвердевания жидкого стекла используют утвердители: кремнефтористоводородная кислота, щавелевая кислота, кальций-хлористый, алюминий сернокислый, алюминат натрия (ф2).
Силикатные растворы обладают высокой проникающей способностью. Устойчивы к агрессивным подземным водам. Однако применение метода силикатизации может ограничиваться относительно высокой стоимостью самого жидкого стекла, а также агрессивностью некоторых его рецептур к металлам.
2.7 Формирование скальных грунтов из дисперсных
В ряде случаев техногенные скальные и полускальные грунты искусственно образуют из дисперсных грунтов. Если в дисперсный грунт ввести различные вяжущие, например, горячий битум или холодную битумную эмульсию, цементный раствор, жидкое стекло, карбомитные смолы, известь, то в результате физико-химических процессов в системе грунт - вяжущее формируются жесткие структурные связи, повышающие прочность грунта, водостойкость и морозостойкость. Полученные в результате техногенно улучшенные грунты могут быть близки по свойствам к осадочным сцементированным породам.
2.8 Скальные и полускальные термически упрочненные грунты
2.8.1 Основы термического упрочнения пород
Термическое упрочнение пород обусловлено многообразными и сложными физическими, физико-химическими и химическими процессами:
а) дегидратация (удаление воды) частиц и минералов и агрегация (слипание) частиц;
б) размягчение высокодисперсной части, приводящее к спеканию и преобразованию структуры грунта;
в) диссоциация (распад) карбонатов и частичное разрушение алюмосиликатов с образованием аморфного кремнезема и глинозема, что приводит к образованию кальциевых силикатов и алюмосиликатов, придающих грунту дополнительные гидравлические вяжущие свойства;
г) плавление и кристаллизация новых минералов.
Процесс обезвоживания грунта начинается с удаления свободной воды. После испарения свободной воды удаляется капиллярная вода и далее связанная вода.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.