Закрепление лессовых грунтов нарушенной структуры методом силикатизации

• Автор: Шевченко, Любовь Михайловна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 194 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ СИЛИКАТИЗАЦИЕЙ

1.1. Краткая характеристика основных способов силикатизации грунтов

1.2. Влияние некоторых факторов на закрепляемость лессовых грунтов

1.3. Закрепление лессовых грунтов нарушенной структуры

1.4. Выводы. Цель и задачи исследований .

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ ВОЛЫНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

2.1. Инженерногеологическая изученность.

2.2. Минералогический состав, физикомеханические и химические свойства грунтов .

2.3. Описание грунтов опытных площадок

Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛЕССОВОГО ГРУНТА НАРУШЕННОЙ СТРУКТУРЫ В ЛАБОРАТОРИИ
3.1. Методика лабораторных исследований
3.2. Сравнительное закрепление лессовых грунтов нарушенной и ненарушенной структуры
3.3. Закрепление способом однорастворной силикатизации
3.4. Закрепление способом газовой силикатизации
3.5. Закрепление способом двухрастворной силикатизации
3.6. Закрепление грунта способом перемешивания с
жидким стеклом
3.7. Пропитка грунта раствором силиката натрия.
3.8. Влияние гранулометрического состава исследуемых грунтов на их закрепляемость
3.9. Влияние проницаемости лессовых грунтов нарушенной структуры на процесс их химического закрепления
3Некоторые особенности закрепляемости грунтов
нарушенной структуры .
Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Методика проведения полевых исследований.
4.2. Однорастворная силикатизация
4.3. Газовая силикатизация.
4.4. Двухрастворная силикатизация
4.5. Силикатизация с совместным нагнетанием крепителя
и сжатого воздуха аэросиликагизация
4.6. Пропитка грунта раствором силиката натрия.
4.7. Определение деформативных характеристик закрепленных грунтов с помощью штамповых испытаний .
4.8. Определение механических характеристик грунтов закрепленных различными способами в полевых условиях 5 В ы в о ды
5. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЗАКРЕПЛЕННЫХ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ НАРУШЕННОЙ СТРУКТУРЫ
5.1. Химическая стойкость
5.2. Морозостойкость
В ы в о д ы
6. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЛЕССОВИДНОГО ГРУНТА НАРУШЕННОЙ
СТРУКТУРЫ ЗАКРЕПЛЕННОГО СИЛИКАТИЗАЦИЕЙ
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


Ростовским ПромстройНИИпроектом внедрена комплексная механизация работ по силикатизации, позволившая производить закрепление просадочных лессовых грунтов на глубину м и более. Раствор жидкого стекла нагнетается в заранее пробуренные скважины диаметром -0 мм с помощью инъектора с эластичными надувными тампонами. Инъектор может тампонировать скважину на любой глубине, так как под давлением воздуха резиновый чехол плотно вдавливается в стенки скважины. В изолированную полость скважины подается необходимое количество раствора под постепенно нарастающим давлением. Этим способом закреплены лессовые грунты на нескольких объектах [7,7]. При последовательном нагнетании растьора жидкого стекла с удельным весом 1, (1/4 объема) и 1, г/см3 (3/4 объема) расход последнего снижается до $ [8] . Как известно, аммиак повышает емкость поглощения лессового грунта. Если приготовить раствор силиката натрия рабочей концентрации на 5$-ном растворе аммиака, то прочность и водоустойчивость закрепленного грунта увеличивается [,0]. Химические методы успешно применяются не только в нашей стране, но и за рубежом, где закрепление грунтов производят как с помощью неорганических высокомолекулярных соединений (силикатных растворов), так и с помощью органических полимеров (карбомид-ных смол, фурфурола и др. В ГДР применяется в основном способ однорастворной силикатизации, в Англии-двухрастворной силикатизации, в США используют растворы на основе силиката натрия или на основе акриламидов [7]. Выбор конкретного способа закрепления определяется еидом грунтов, их физическими, минералогическими, химическими свойствами и требуемой прочностью закрепленного массива. На основании обзора литературных данных по закреплению лессовидных грунтов методом силикатизации в табл. Из приведенной схемы видно, что, за исключением единичных опытов, закрепление лессовидных грунтов нарушенной структуры способом силикатизации практически не проводилось. Однако данные, полученные при закреплении насыпных грунтов в этих отдельных опытах, позволяют судить о возможности применения способов силикатизации в грунтах нарушенной структуры. Таблица 1. Способы закрепления лессовых грунтов Коэффи- циент фильтра- ции м/сут. ДвухрастЕорная примен. Аэросйлйкатизацйя до 2,0 до 0, примен. Поверхностная примен. Катодная примен. Электросиликатизацяя менее 0,1 более 0, примен. Однорастворная силикатизация + кремне-фтористоводородная рецептура от 2,0 до не примен. По данным ряда исследователей [Il,l3,li0,lll] не все минералы, входящие в состав лессовых пород, характеризуются одинаковой обменной способностью. Наибольшая емкость обмена у монтмориллонита - -0 мг. Емкость обмена зависит и от удельной поверхности породы, которая обусловлена в основном количеством и минералогическим составом глинистой фракции fill]. Водорастворимые соли в лессовых грунтах также оказывают существенное влияние на процесс силикатизации. Они являются наиболее подвижными компонентами лессовых пород и определяют степень минерализации поровых растворов, состав обменных катионов, а также характер засоления твердой фазы лессовых пород [4]. От степени замещения щелочи силиката натрия ионом кальция зависит скорость гелеобразования в грунтах. В свою очередь, гели кремниевой кислоты взаимодействуют с кремнеземистой поверхностью грунтовых частиц. В.В. Аскалонов [l8,i9,,2l]. В.Е. Соколович указывает, что такие соли, как карбонаты и гипс, способствуют упрочнению лессовых пород, но не играют главную роль в реакции силикатизации [7]. В процессе взаимодействия жидкого стекла с минеральной частью грунта карбонаты выполняют в основном роль инертного скелета грунта, а гипс способствует процессу закрепления []. Таким образом, взаимодействие солей с растворами силиката натрия приводит к образованию растворимых и нерастворимых соединений. Однако, образование таких соединений возможно при определенных значениях pH . По данным [ НО, III] р Н суспензий глинистых минералов зависит от типа ионов, поглощенных породой, и состава растворимых солей, содержащихся в грунте.