Конструктивно-технологические решения для водоупорных элементов гидротехнических сооружений мерзлого типа с использованием льдогрунтовых композитов

• Автор: Васильев, Николай Константинович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Особенности работы конструкций гидротехнических сооружений

мерзлого типа и обоснование целесообразности применения в них ледовых и льдогрунтовых композитов

1.1 Особенности работы конструкций гидротехнических сооружений мерзлого типа

1.2 Патентный и литературный обзоры конструктивно-технологических решений снижения аварийности грунтовых плотин мерзлого типа и повышения эксплуатационных характеристик временных гидротехнических сооружений
1.3 Обоснование целесообразности применения ледяных и льдогрунтовых композитов в гидротехнических сооружениях мерзлого типа
1.4 Методы создания ледяных и льдогрунтовых композитов для конструкций гидротехнических сооружений
1.4.1 Методы создания льдофунтовых композитов для водоупорных элементов фунтовых плотин мерзлого типа

1.4.2 Методы создания ледяных композитов для временных ГТС

1.5 Постановка задач исследований

2 Обоснование выбора перспективных компонентов ледяных и
льдофунтовых композитов для разработки консфукций гидротехнических сооружений мерзлого типа
2.1 Методы проектирования композитных конструкций и ледяных и льдофунтовых композитов для элементов гидротехнических сооружений мерзлого типа
2.2 Обоснование выбора компонентов композитов, предназначенных для водоупорных элементов фунтовых плотин
2.3 Обоснование выбора компонентов композитов, предназначенных для временных гидротехнических сооружений
3 Экспериментальные исследования физико-механических свойств
ледяных и льдогрунтовых композитов и методы их проведения
3.1 Экспериментальные исследования физико-механических свойств криогелевых льдогрунтовых композитов для водоупорных элементов плотин мерзлого типа
3.1.1 Подготовка модельных образцов
3.1.2 Методики проведения испытаний по определению физикомеханических характеристик криогелевых льдогрунтовых композитов
3.1.3 Результаты испытаний криогелевых льдогрунтовых композитов
3.1.4 Обсуждение результатов
3.2 Экспериментальные исследования физико-механических свойств ледяных композитов для временных гидротехнических сооружений
3.2.1 Методики испытаний и приготовления образцов
3.2.2 Упрочнение льда дисперсными частицами
3.2.3 Армирование льда волокнами
4 Конструктивно-технологические решения, направленные на повышение
надежности водоупорных элементов грунтовых плотин мерзлого типа с использованием льдогрунтовых композитов
4.1 Противофильтрационные диафрагмы из криогелевых грунтовых композитов в плотинах мерзлого типа
4.2 Способ возведения водонепроницаемой диафрагмы в грунтовых материалах элементов ГТС
4.3 Способ изготовления водонепроницаемого экрана из грунтово-криогелевого композита в грунтовых плотинах
4.4 Средство зашиты от «трещинной» суффозии в водоупорных элементах плотин из грунтовых материалов
4.5 Данные эксперимента по устройству теплогидроизолирующего покрытия из золошлаковых материалов Магаданской ТЭЦ
4.6 Экономические аспекты применения криогелевых композитов
5 Усовершенствование конструкций временных гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в мерзлом состоянии
5.1 Формирование упрочненного льда для создания ледяных конструкций с обеспечением упорядоченного расположения волокон
5.2 Формирование конструкции ледяного покрытия с удлиненными сроками эксплуатации несущей способности
5.3 Конструкция снего-ледяного покрытия, армированного по гибридной (многокомпонентной) схеме армирования
5.4 Конструкция зимней дороги, основанная на применении армированных волокнами ледяных композитов растительного происхождения
5.5 Конструкция морской ледяной платформы
Заключение
Список использованных источников Приложение

Конструктивные методы, предусматривающие установку СОУ, не всегда обеспечивают достаточную надежность противофильтрационных элементов плотин мерзлого типа. При отсутствии в районе строительства ГТС карьеров с качественными грунтами, пригодных для возведения ПФЭ, методами уплотнения имеющихся в наличии грунтов не удается достичь требуемых характеристик для их надежной работы в ПФЭ грунтовых плотин.
Хорошо известно, что методы технической мелиорации грунтов позволяют, в том числе, модифицировать свойства грунтов в строго заданном направлении. Чаще всего направленность такой модификации продиктована необходимостью улучшения физико-механических характеристик грунтов, когда тип грунтовых условий или внешние факторы (сейсмика, карст, подтопление, значительные напоры и скорости геофильтрации и т.п.) полностью изменяет условия эксплуатации строящихся сооружений [103].
Подавляющее число различных методов технической мелиорации для создания в грунтах противофильтрационных завес и защитных экранов опираются на методы закрепления грунтов армированием или инъекцией -совмещением грунтовых масс или грунтовых массивов с пространственными конструкциями из элементов повышенной прочности или с различными вяжущими [53].
Методы исключительно перспективные, нашли широкое распространение во многих странах мира и все чаще применяются при различных видах строительства в сложных инженерно-геологических условиях. Разрабатываются новые эффективные материалы, изделия, конструкции и технологии.
По сути дела, исследуются, разрабатываются, проектируются и внедряются новые композиционные материалы, включающие грунт и армирующие элементы, характеристики которых можно задавать исходя из задач практики. Для практики строительства ГТС мерзлого типа наиболее перспективны разработки по созданию льдогрунтовых композиционных