Разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием

• Автор: Самойленко, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Механизм пучинообразования дорожной конструкции
1.2 Методы и способы ликвидации пучинообразования эксплуатируемых дорожных конструкций.
1.3 Цель и задачи. Структурная схема и методика исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНИЯ ПУЧИНООБРАЗОВАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА УПРАВЛЯЕМЫМ ЗАЩЕЛАЧИВАНИЕМ
2.1 Физико-химическая сущность взаимодействия глинистого грунта с раствором гидроксида натрия и негашеной известью
2.2 Геоэкологическая безопасность обработки глинистых грунтов раствором гидроксида натрия
2.3 Выводы по главе
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА РАСТВОРА ЗАЩЕЛАЧИВАНИЯ НА ПУЧИНИСТОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
3.1 Характеристика материалов и методики исследования
3.2 Влияние дозировки гидроксида натрия, извести и плотности грунта на его пучинистость
3.3 Оценка долговечности снижения пучинистости грунта
3.4 Оценка прочностных и деформационных свойств грунта, обработанного раствором гидроксида натрия
3.5 Выводы по главе
4 СТЕНДОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
УПРАВЛЯЕМОГО ЗАЩЕЛАЧИВАНИЯ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА

4.1 Характеристика опытного стенда дорожной конструкции
4.2 Прогноз пучения дорожной конструкции опытного стенда
4.3 Обоснование технологических параметров управляемого 81 защелачивания глинистых грунтов
4.4 Мониторинг результатов стендового моделирования исследуемой 84 технологии
4.5 Выводы по главе
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ И ТЕХНИКО
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
5.1 Основные положения разработанных методических рекомендаций по 88 снижению пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием
5.2 Технико-экономическая эффективность технологии ликвидации 91 пучинообразования глинистого грунта управляемым защелачиванием
5.3 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Библиографический список
Приложение А. Патент №2407859: способ ликвидации
пучинообразования дорожных конструкций управляемым
защелачиванием грунта
Приложение Б. Акты о передаче методических рекомендаций
Приложение В. Характеристика участка для опытного строительства

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Одной из причин повреждения эксплуатируемых дорожных конструкций является процесс пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна. На территории юга Западной Сибири пучинообразованию подвержены 4-5% протяженности автомобильных дорог. Применение известных конструктивных и химических способов борьбы с пучинообразованием грунтов земляного полотна зачастую малоэффективно в глинистых грунтах с влажностью выше оптимальной и требует на время производства работ полного или частичного закрытия движения автотранспорта. В этой связи разработка технологии снижения пучинообразования глинистых грунтов земляного полотна управляемым защелачиванием без закрытия движения представляется актуальной. Исследуемый способ защищен патентом РФ №2407859.
Основная идея работы заключается в нагнетании водного раствора гидроксида натрия (NaOH) с добавкой негашеной извести (СаО) через инъекторы, погруженные в земляное полотно горизонтально, что позволяет снизить пучинообразование и восстановить прочность глинистого грунта основания дорожной одежды без закрытия движения.
Объектом исследования является дорожная конструкция, подверженная процессу пучинообразования.
Предметом исследования являются составы, технологические параметры и приемы, направленные на снижение степени пучинистости и восстановление прочности глинистого грунта земляного полотна путем обработки его водным раствором гидроксида натрия и негашеной извести.
Методологическая база исследования - теоретические основы технологии дорожного строительства, системный подход, химико-физическая теория взаимодействия щелочей с глинистыми минералами, теории планирования эксперимента и вероятности.

него постоянного электрического тока, в частности замены в поглощающем комплексе грунта кальция и натрия на водород и алюминий, в результате чего грунт приобретает необратимую механическую прочность[99,111].
В зависимости от коэффициента фильтрации грунта и требуемой степени упрочнения электрохимическая обработка грунтов делится на три основных вида: электроосушение, электролитическую обработку и
электросиликатизацию.
Способ заключается в пропускании через влажный грунт постоянного электрического тока, который подается в массив посредством погружения в него металлических электродов. При этом полярные молекулы воды устремляются к отрицательно заряженному перфорированному электроду -катоду, из которого вода удаляется тем или иным способом, а через полый анод вводятся химические реагенты.
В качестве электролита вводят растворы жидкого стекла и хлористого кальция.
Электрохимические способы применяются в тех случаях, когда укрепление грунта инъекционными способами исключается[32,34,35].
Каждый из описанных способов имеет свою область применения, определяемую, прежде всего величиной коэффициента фильтрации и разновидностью обрабатываемого грунта. На рисунке 1.10 представлена классификация методов борьбы с пучинообразованием глинистых грунтов.

По устраняемому фактору По воздействию на
Замена пучинистого грунта дорожную конструкцию
Снижение влажности грунта Механические
Недопущение промерзания Теплофизические
пул инистого грунта
Снижение степени пучиниотоети грунта
Комплексные

По влиянию на движение
автотранспорта
С закрытием
Без закрытия
Рисунок 1.8 Классификация способов борьбы с пучинообразованием глинистых грунтов