Класс скальных и полускальных искусственных грунтов. Цементация скальных трещиноватых грунтов, страница 3

До температур 160-170 градусов Цельсия процесс носит обратимый характер. Т.е. при прикосновении с водой обезвоженный грунт вновь приобретает свои исходные свойства.

При температурах более 200-300 градусов Цельсия из грунта начинает удаляться химически связанная вода, входящая в структуру кристаллической решетки минералов, например, гипса. (ф3). Полуобезвоженные частицы соединяются в агрегаты.

При температурах 500-700 градусов Цельсия из глинистых минералов удаляется гидроксильная вода OH^-.

Структура гидрослюд разрушается при 900 градусах Цельсия.

Присутствие железа (более 5%), щелочей и щелочных земель в виде компонентов глинистых минералов, адсорбированных ионов или в качестве неглинистой минеральной примеси в грунте ведет к появлению аморфных фаз, вследствие чего грунт начинает плавиться с образованием аморфного стекловидного вещества.

При термической обработке происходит потеря летучих компонентов грунта: (ф4). Удаление воды связано с процессами дегидратации минералов. Удаление углекислого газа происходит в результате разложения карбоната кальция при температуре 860-920 градусов Цельсия и карбоната магния 550-660 градусов Цельсия. Потеря сернистого газа происходит вследствие разложения пирита. Кислород образуется в результате окислов железа.

2.8.2 Электроплавление плывунов

Этот способ заключается в том, что по контуру проектируемой выработки в толще плывуна (пылеватого песка, насыщенного водой) устанавливаются электроды, обычно графитовые, которые при пропускании через них электрического тока нагреваются до температур порядка 2500 градусов Цельсия. Спекания плывуна наблюдается при температуре 1500-1600 градусов Цельсия, а плавление – при температуре 1700-1800 градусов Цельсия. При этом образуется тонкая, но прочная стенка толщиной 20-50см. Недостатки методы – высокие затраты электроэнергии и выделение вредных газов.

2.8.3 Термическое упрочнение лессовых пород

Метод термического глубинного упрочнения лессовых пород был предложен в СССР в 1936г. Осташевым. Заключается он в нагнетании в грунт через жароупорные трубопроводы в скважины горячего воздуха, предварительно нагретого до температуры 600-900 градусов Цельсия и 1000-1400 градусов Цельсия в специальных стационарных или передвижных нагревательных агрегатах.

Для улучшения условий передвижения в грунте раскаленного воздуха постоянно поддерживается избыточное давление 0.1-0.2 МПа за счет нагнетания в скважину сжатого воздуха. Радиус упрочнения лессового грунта вокруг скважины составляет 1.5-2м. При температуре 300-400 градусов Цельсия лессы теряют свои присадочные свойства, а при температуре 700-900 градусов Цельсия приобретает свойства кирпича.

В 1947г. Литвинов предложил модифицировать способ Осташева и использовать термическую и термохимическую обработку грунта газообразными продуктами горения, обогащенными при необходимости специальными химическими добавками. Сжигание горючего в смеси со сжатым воздухом производится непосредственно в скважинах, пройденных в толще закрепляемых грунтов. По этому способу с помощью одной скважины диаметра 10-20см в течении 5-10 дней можно произвести термическое упрочнение массива диаметром 2-3м и глубиной 10-15м.

2.8.4 Обжиг глинистых грунтов

Своеобразная технология обжига глинистых грунтов в целях фундаментостроения  разработана Погосяном в 1971г. Порция глинистого грунта загружается в скважину и затем подвергается термообработке специальной термогазодинамической горелкой при температурах 1200-1600 градусов Цельсия. После того, как грунт расплавляется и спекается, засыпают следующую порцию грунта. Операцию повторяют до полного заполнения скважины. Полученные такие образом термосваи имеют прочность на сжатии до 60 МПа.

2.9 Электрохимическое закрепление глинистых грунтов

Техногенные грунты с жесткими структурными связями могут быть также получены методами электрохимического закрепления глинистых водонасыщенных грунтов.

Различают три разновидности способа электрохимического закрепления пород в зависимости от их водопроницаемости:

1) электрообработку без введения электролита;

2) электролитическую обработку с введением электролита;