RU2754141C1 - Method for protecting soils from erosion - Google Patents

Method for protecting soils from erosion Download PDF

Info

Publication number
RU2754141C1
RU2754141C1 RU2020140353A RU2020140353A RU2754141C1 RU 2754141 C1 RU2754141 C1 RU 2754141C1 RU 2020140353 A RU2020140353 A RU 2020140353A RU 2020140353 A RU2020140353 A RU 2020140353A RU 2754141 C1 RU2754141 C1 RU 2754141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
cryogel
polyvinyl alcohol
water
mixing
Prior art date
Application number
RU2020140353A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Валерьевич Дарымов
Андрей Владимирович Величкин
Дмитрий Николаевич Одинцов
Денис Александрович Кашурин
Алексей Борисович Осокин
Эдуард Васильевич Николайчук
Дмитрий Игоревич Михальченко
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым"
Priority to RU2020140353A priority Critical patent/RU2754141C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754141C1 publication Critical patent/RU2754141C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, namely for strengthening and protecting soils in the surface part of embankments to restore or increase their strength. A method for protecting soils from erosion, including impregnating the soil with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, followed by mixing the soil impregnated with cryogel using mechanization means. Initially, by dissolving polyvinyl alcohol in water heated to a temperature of 80-95°С, a cryogel is prepared by dissolving polyvinyl alcohol in water in an amount of 0.2-10.0% of the volume of heated water. Then on the surface of the soil to be strengthened, at least in one cycle, cryogel is fed in an amount of 8.0-14.0 l/m2, the soil is impregnated and mixed with the cryogel, while the cycles of introducing the cryogel onto the soil surface, its impregnation and mixing are carried out during the period of the year with a positive temperature in the daytime and a negative temperature at night, when the ambient temperature fluctuates in the range: from +8°С during the day to -10°С at night.
EFFECT: invention increases reliability and simplifying the technology of soil strengthening, as well as reducing material and energy costs.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства для укрепления и защиты грунтов в поверхностной части насыпных сооружений, таких как обочины, временные дороги, обваловки трубопроводов, сооружения инженерной защиты и для восстановления или увеличения прочности (повышения несущей способности) слабых грунтов оснований и земляного полотна, а также при рекультивации техногенно-нарушенных поверхностей.The invention relates to the field of construction for strengthening and protecting soils in the surface part of embankments, such as roadsides, temporary roads, pipeline embankments, engineering protection structures and for restoring or increasing strength (increasing the bearing capacity) of weak soils of foundations and subgrade, as well as reclamation of technogenically disturbed surfaces.

Известен способ закрепления оттаявшего грунта [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1705500, опубликовано: 15.01.1992], заключающийся в смешении грунта с 2-8%-ным водным раствором поливинилового спирта с последующим замораживанием полученной композиции в течение 3-24 ч.A known method of fixing thawed soil [Description of the invention to the USSR inventor's certificate No. 1705500, published: 01/15/1992], which consists in mixing the soil with a 2-8% aqueous solution of polyvinyl alcohol, followed by freezing the resulting composition for 3-24 hours.

К недостаткам известного способа можно отнести высокие материальные затраты, связанные с замораживанием смешанного с поливиниловым спиртом грунта и отсутствие технических возможностей замораживания смеси грунта с водным раствором поливинилового спирта при укреплении значительных объемов грунтов.The disadvantages of this method include high material costs associated with freezing mixed with polyvinyl alcohol soil and the lack of technical capabilities to freeze a mixture of soil with an aqueous solution of polyvinyl alcohol while strengthening significant volumes of soil.

Противоположным замораживанию известен способ укрепления грунтового материала [описание изобретения к патенту РФ №2324784, опубликовано: 20.05.2008] нагреванием до температуры не выше 150 градусов Цельсия, в качестве наполнителя используют природный грунт, а в качестве вяжущего - поливиниловый спирт в виде 3-5% водного раствора в количестве, равном объему наполнителя в плотном сложении. Образованную после замешивания сырьевую смесь нагревают до температуры не выше 150°С.Opposite to freezing, there is a known method of strengthening soil material [description of the invention to RF patent No. 2324784, published: 05/20/2008] by heating to a temperature not exceeding 150 degrees Celsius, natural soil is used as a filler, and polyvinyl alcohol in the form of 3-5 % of an aqueous solution in an amount equal to the volume of the filler in a dense addition. Formed after kneading the raw mixture is heated to a temperature not exceeding 150 ° C.

К недостаткам известного способа можно отнести высокие энергетические и материальные затраты на прогрев пропитанного водным раствором поливинилового спирта грунта, а также отсутствие технических средств эффективного и равномерного прогрева грунта.The disadvantages of this method include high energy and material costs for heating the soil impregnated with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, as well as the lack of technical means for effective and uniform heating of the soil.

Известен способ укрепления слабых грунтов основания земляного полотна [описание изобретения к патенту РФ №2474651, опубликовано: 10.02.2013] включающий нагнетание в грунт основания земляного полотна через скважины полимерного состава в виде геля (криогеля), при этом полимерный состав нагнетают с двух сторон земляного полотна под углом наклона 20-45° к горизонтальной плоскости так, что образуют упрочняющую опорную систему в виде пространственной решетчатой структуры из грунта, связанного полимерным составом, состоящей из двух соединенных между собой решеток с узлами в местах пересечения элементов решеток. Полимерный состав для осуществления способа включает поливиниловый спирт - структурообразователь, борную кислоту и воду, при этом состав дополнительно содержит базальтовое волокно и/или минеральные добавки при следующем соотношении компонентов, мас. %:There is a known method of strengthening weak soils of the base of the subgrade [description of the invention for RF patent No. 2474651, published: 02/10/2013] including the injection into the soil of the base of the subgrade through the wells of the polymer composition in the form of a gel (cryogel), while the polymer composition is injected from both sides of the earthen canvases at an angle of inclination of 20-45 ° to the horizontal plane so that they form a reinforcing support system in the form of a spatial lattice structure of soil bound by a polymer composition, consisting of two interconnected lattices with nodes at the intersection of the lattice elements. The polymer composition for implementing the method includes polyvinyl alcohol - a structurant, boric acid and water, while the composition additionally contains basalt fiber and / or mineral additives in the following ratio of components, wt. %:

Поливиниловый спирт - 3,0-10,0Polyvinyl alcohol - 3.0-10.0

Борная кислота - 0,2-1,0Boric acid - 0.2-1.0

Базальтовое волокно или минеральные добавки - 0,5-1,0Basalt fiber or mineral additives - 0.5-1.0

Вода - остальное.Water is the rest.

К недостаткам известного способа можно отнести сложность технологии, связанной с особенностями выполнения скважин и нагнетания криогеля в объем земляного грунта, который в объеме грунта распределяется непредвиденным способом, образуя своеобразную арматурную структуру, практически не влияющую на соединение частиц грунта друг с другом, который при увлажнении и под нагрузкой будет растекаться по сторонам.The disadvantages of the known method include the complexity of the technology associated with the peculiarities of the execution of wells and the injection of cryogel into the volume of earthen soil, which is distributed in the volume of the soil in an unforeseen way, forming a kind of reinforcing structure that practically does not affect the connection of soil particles with each other, which, when moistened and under load will spread to the sides.

Известен наиболее близкий способ защиты грунтов от эрозии и создания зеленого покрытия [описание изобретения к патенту РФ №2496588, В09С 1/00, опубликовано 27.10.2013], включающий обработку грунта водным раствором поливинилового спирта, в который вводят минеральные или органические удобрения, добавляют семена многолетних трав или хвойных растений, смешивают с грунтом, замораживают при отрицательных температурах, затем размораживают при положительных температурах при следующих соотношениях компонентов, мас. %:The closest method of protecting soils from erosion and creating a green coating is known [description of the invention to RF patent No. 2496588, B09C 1/00, published on 10/27/2013], including the treatment of the soil with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, into which mineral or organic fertilizers are introduced, seeds are added perennial grasses or conifers, mixed with soil, frozen at negative temperatures, then thawed at positive temperatures with the following ratios of components, wt. %:

- поливиниловый спирт - 0,625-1,25- polyvinyl alcohol - 0.625-1.25

- грунт - 83-88- soil - 83-88

- минеральные и/или органические удобрения - 0,03-0,05- mineral and / or organic fertilizers - 0.03-0.05

- вода – остальное.- water - the rest.

К недостаткам известного способа можно отнести высокие материальные и энергетические затраты, связанные с введением в смесь грунта, поливинилового спирта, воды и семян растений, которые ввиду суровых природно-климатических условий Крайнего Севера, небольшой глубины оттаивания грунта в летний период, а также низкой концентрации питательных веществ в грунте имеют низкую всхожесть, что в целом усложняет технологию и приводит к повышенным материальным затратам.The disadvantages of this method include high material and energy costs associated with the introduction of soil, polyvinyl alcohol, water and plant seeds into the mixture, which, due to the harsh natural and climatic conditions of the Far North, the shallow depth of thawing of the soil in summer, and substances in the soil have low germination, which generally complicates the technology and leads to increased material costs.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности повышение надежности и упрощение технологии укрепления грунтов, а также снижение материальных и энергетических затрат.The technical result of the proposed invention is to eliminate the shortcomings of the prototype, in particular to increase the reliability and simplify the technology of strengthening the soil, as well as to reduce material and energy costs.

Поставленный технический результат достигается использованием сочетания известных, общих с прототипом признаков, включающих пропитку грунта водным раствором поливинилового спирта с последующим перемешиванием пропитанного криогелем грунта при помощи средств механизации и новых признаков, заключающихся в том, что первоначально, путем растворения поливинилового спирта в нагретой до температуры 80-95°С воде, готовят криогель, затем поверхность укрепляемого грунта пропитывают, по меньшей мере, в один цикл криогелем в количестве 8,0-14,0 литров на квадратный метр (л/м2), далее перемешивают грунт с криогелем, при этом циклы внесения криогеля на поверхность грунта, его пропитывание и перемешивание осуществляют в период дневного времени года с положительной температурой и ночного времени года с отрицательной температурой окружающего воздуха в диапазоне от +8°С до -10°С.The delivered technical result is achieved by using a combination of well-known, common with the prototype features, including soil impregnation with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, followed by mixing the soil impregnated with cryogel using mechanization means and new features, consisting in the fact that initially, by dissolving polyvinyl alcohol in heated to a temperature of 80 -95 ° C water, prepare a cryogel, then the surface of the soil to be strengthened is impregnated, at least in one cycle, with cryogel in the amount of 8.0-14.0 liters per square meter (l / m 2 ), then the soil is mixed with the cryogel, at In this case, the cycles of applying cryogel to the surface of the soil, its impregnation and mixing are carried out during the daytime with a positive temperature and at night with a negative ambient temperature in the range from + 8 ° C to -10 ° C.

Количество растворенного в воде поливинилового спирта в приготовленном криогеле выполняют равным 0,2-10,0% от объема нагретой воды.The amount of polyvinyl alcohol dissolved in water in the prepared cryogel is equal to 0.2-10.0% of the volume of heated water.

Новизной предложенного способа является первоначальное приготовление криогеля, путем растворения поливинилового спирта в нагретой воде, последующее нанесение креогеля на поверхность укрепляемого грунта, пропитывание и перемешивание грунта с криогелем, при этом циклы внесения криогеля на поверхность грунта, его пропитывание и перемешивание осуществляют в период времени года с положительной температурой в дневное время и отрицательной температурой в ночное время, при колебании температуры окружающего воздуха в диапазоне: от +8°С днем до -10°С ночью.The novelty of the proposed method is the initial preparation of the cryogel, by dissolving polyvinyl alcohol in heated water, the subsequent application of the creogel to the surface of the soil to be strengthened, the impregnation and mixing of the soil with the cryogel, while the cycles of applying the cryogel to the soil surface, its impregnation and mixing are carried out during the period of the year from positive temperature in the daytime and negative temperature at night, when the ambient temperature fluctuates in the range: from + 8 ° С during the day to -10 ° С at night.

Первоначальное приготовление криогеля путем растворения поливинилового спирта в нагретой воде позволяет получить криогель заданной и одинаковой по объему вязкости и заданного содержания в нем поливинилового спирта, со стабильными техническими параметрами, которые необходимы для эффективного укреплении грунтов с различным содержанием в грунте глины, песка, влаги.The initial preparation of a cryogel by dissolving polyvinyl alcohol in heated water makes it possible to obtain a cryogel of a given viscosity of the same volume and a given polyvinyl alcohol content in it, with stable technical parameters that are necessary for effective strengthening of soils with different contents of clay, sand, and moisture in the soil.

Осуществление укрепления поверхности грунта, по меньшей мере, в один цикл, с последующим перемешиванием грунта с криогелем, позволяет укреплять грунты слоем требуемой толщины в зависимости от конечных требуемых характеристик, предъявляемым к укрепляемым насыпным поверхностям. Так, при одном цикле подачи криогеля на поверхность грунта в количестве 8,0-14,0 л/м2 после перемешивания грунта получается укрепленный слой толщиной около 15 см. Неоднократное повторение циклов, например, повторная подача криогеля в том же количестве на уже пропитанный и перемешанный с криогелем грунт и повторное перемешивание на большую глубину, позволяют увеличить толщину укрепляемого слоя грунта до требуемых размеров с требуемыми техническими характеристиками.The implementation of strengthening the soil surface, at least in one cycle, followed by mixing the soil with the cryogel, allows the soil to be strengthened with a layer of the required thickness, depending on the final required characteristics for the reinforced bulk surfaces. So, with one cycle of supplying cryogel to the surface of the soil in an amount of 8.0-14.0 l / m 2, after mixing the soil, a strengthened layer about 15 cm thick is obtained. and soil mixed with cryogel and repeated mixing to a great depth, allow increasing the thickness of the soil layer to be strengthened to the required dimensions with the required technical characteristics.

Пропитка грунта водным раствором криогеля, в зависимости от гранулометрического состава, водно-физических свойств грунта обрабатываемой поверхности, может выполняться как в один цикл (цикл - внесение криогеля, пропитывание грунта и перемешивание), так и в несколько циклов. При выполнении работ в один цикл осуществляется механическое рыхление грунта на глубину, определяемую исходя из поставленной задачи укрепления грунта (защита насыпи от поверхностной эрозии, или дополнительно повышение ее несущей способности), предпочтительно на глубину не менее 5 см. При пропитке грунта криогелем в несколько циклов выполняется повторное механическое рыхление поверхности на глубину и повторная пропитка, после чего выполняется окончательное выравнивание и уплотнение обработанной поверхности грунта. Все описанные циклы укрепления грунта криогелем осуществляют в период года, характеризующийся положительными днем и отрицательными ночью температурами атмосферного воздуха, для заявляемого способа, предпочтительно, от +8°С до -10°С. Указанный перепад температур позволяет частицам грунта соединиться друг с другом, образуя прочную, неподдающуюся разрушению упругую структуру поверхности грунта.Soil impregnation with an aqueous solution of cryogel, depending on the particle size distribution, water-physical properties of the soil of the treated surface, can be performed both in one cycle (cycle - introducing cryogel, soil impregnation and mixing), and in several cycles. When performing work in one cycle, the soil is mechanically loosened to a depth determined based on the task of strengthening the soil (protecting the embankment from surface erosion, or additionally increasing its bearing capacity), preferably to a depth of at least 5 cm.When the soil is impregnated with cryogel in several cycles repeated mechanical loosening of the surface to a depth and re-impregnation is performed, after which the final leveling and compaction of the treated soil surface is performed. All described cycles of soil strengthening with cryogel are carried out during the period of the year characterized by positive daytime and negative nighttime temperatures of atmospheric air, for the proposed method, preferably, from + 8 ° C to -10 ° C. The specified temperature difference allows soil particles to connect with each other, forming a strong, non-destructible elastic structure of the soil surface.

Согласно патентно-информационного поиска, проведенного в процессе подготовки материалов, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявлено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.According to the patent information search carried out in the process of preparing materials, the combination of the proposed known and new features of the alleged invention in the patent and scientific and technical literature has not been identified, which makes it possible to classify the features as having novelty.

Поскольку предложенное сочетание признаков неизвестно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то сочетание известных и предлагаемых новых существенных признаков можно признать соответствующими критерию -изобретательский уровень.Since the proposed combination of features is unknown from the state of the art and allows a higher technical result to be obtained, the combination of known and proposed new essential features can be recognized as corresponding to the inventive level criterion.

Описание осуществления предлагаемого способа и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенный способ к промышленно выполнимым.The description of the implementation of the proposed method and the experimental work carried out make it possible to classify the proposed method as industrially feasible.

На фиг. 1 представлена схема двукратной (в два цикла) подачи криогеля на поверхность и пропитки грунта, и двукратное после подачи криогеля перемешивание грунта при помощи механических средств.FIG. 1 shows a diagram of a double (in two cycles) supply of cryogel to the surface and impregnation of the soil, and twice after the supply of cryogel, mixing of the soil using mechanical means.

Способ защиты грунтов от эрозии поясняется представленной схемой. На подготовленную поверхность насыпного грунта 1 из опрыскивателя 2 подается предварительно приготовленный криогель, после чего криогель с грунтом перемешивают при помощи механизма перемешивания 3 на глубину «h», образуя обработанный, пропитанный и перемешанный слой 4 грунта. Укрепление насыпного грунта слоем 5 большей толщины, осуществляют путем повторного цикла, выполняемого за первым, путем повторной подачи криогеля на поверхность грунта и их повторное перемешивание. При этом новую порцию криогеля на поверхность уже пропитанного и перемешанного грунта подают исходя из того же расчета в 8,0-14,0 л/м2, который вновь перемешивают с грунтом, при этом получают перемешанный и насыщенный криогелем грунт с требуемой толщиной слоя.The method of protecting soils from erosion is illustrated by the presented diagram. A pre-prepared cryogel is fed to the prepared surface of the bulk soil 1 from the sprayer 2, after which the cryogel is mixed with the soil using the mixing mechanism 3 to a depth of "h", forming a processed, impregnated and mixed layer 4 of soil. Strengthening the bulk soil with a layer 5 of greater thickness is carried out by a repeated cycle, performed after the first, by re-feeding the cryogel to the soil surface and mixing them again. At the same time, a new portion of cryogel is fed to the surface of the already impregnated and mixed soil based on the same calculation in 8.0-14.0 l / m 2 , which is again mixed with the soil, thus obtaining a mixed and cryogel-saturated soil with the required layer thickness.

Предлагаемый способ осуществляется преимущественно следующим образом:The proposed method is carried out mainly as follows:

Для выполнения предлагаемого способа более подходит осенний период времени, когда температура окружающего воздуха колеблется от положительной днем до отрицательной ночью в пределах от +8°С до -10°С.For the implementation of the proposed method, the autumn period of time is more suitable, when the ambient temperature ranges from positive during the day to negative at night in the range from + 8 ° C to -10 ° C.

Для более равномерного внесения криогеля проводится ряд предварительных работ и операций. Укрепляемая поверхность грунта разрыхляется и планируется, засыпаются углубления, сравниваются гребни грунта при помощи средств механизации - грейдеров, экскаваторов, фрез и других приспособлений. Из грунта удаляются камни, древесина, корни и другие крупные включения. Затем приступают к получению криогеля, для чего во внутреннюю емкость водяной бани заливают воду, которую нагревают до температуры 80-95°С. При перемешивании в разогретую воду, частями, не превышающими 10% от расчетного, подают поливиниловый спирт. Для получения криогеля с заданной вязкостью, в зависимости от характеристик почвы, влажности, состояния укрепляемой поверхности, количество подаваемого в воду поливинилового спирта определяют предпочтительно исходя из расчета в 0,2 - 10% от объема воды.For a more uniform application of cryogel, a number of preliminary works and operations are carried out. The surface of the soil to be strengthened is loosened and planned, the depressions are filled in, the ridges of the soil are compared with the help of mechanization means - graders, excavators, cutters and other devices. Stones, wood, roots and other large inclusions are removed from the soil. Then they begin to obtain a cryogel, for which water is poured into the inner container of a water bath, which is heated to a temperature of 80-95 ° C. With stirring, polyvinyl alcohol is fed into the heated water, in parts not exceeding 10% of the calculated one. To obtain a cryogel with a given viscosity, depending on the characteristics of the soil, moisture, and the state of the surface to be strengthened, the amount of polyvinyl alcohol supplied to the water is preferably determined on the basis of 0.2-10% of the volume of water.

Приготовленный криогель заливается в емкость механизма опрыскивания 2. При движении механизма опрыскивания 2 криогель в количестве 8,0-12,0 л/м2 подается на укрепляемый грунт непосредственно перед механизмом перемешивания 3 путем опрыскивания или наливом. В результате пропитывания криогелем и перемешивания получается слой грунта толщиной в 5-15 см. При необходимости увеличения толщины укрепляемого слоя грунта, последовательно проводится второй цикл подачи криогеля на обработанную поверхность грунта, также с последующим перемешиванием. Даже при минимальной подаче криогеля на поверхность грунта в количестве 8,0 л/м2 удается получить укрепленный от эрозии слой грунта меньшей толщины.The prepared cryogel is poured into the container of the spraying mechanism 2. When the spraying mechanism 2 moves, cryogel in the amount of 8.0-12.0 l / m 2 is supplied to the soil to be strengthened immediately before the stirring mechanism 3 by spraying or filling. As a result of impregnation with cryogel and mixing, a soil layer 5-15 cm thick is obtained. Even with a minimum supply of cryogel to the soil surface in the amount of 8.0 l / m 2, it is possible to obtain a soil layer of less thickness strengthened from erosion.

После процесса обработки заявляемым способом целесообразно осуществлять контроль толщины укрепляемого слоя, например, путем шурфования через каждые пять-шесть метров.After the processing process by the claimed method, it is advisable to control the thickness of the layer to be strengthened, for example, by drilling every five to six meters.

Пример осуществления предлагаемого способа.An example of the implementation of the proposed method.

В сентябре 2020 года на территории предприятия заявителя было осуществлено укрепление песчано-глинистого грунта горизонтально расположенного полотна обочины дороги площадью в 450 м2. Укрепление было произведено при температуре окружающего воздуха, днем до +7°С, а ночью до -8°С. Укрепляемая поверхность грунта разрыхлялась и планировалась, грейдером были засыпаны углубления, выровнены гребни грунта. Из обрабатываемого грунта были удалены камни, древесина и другие крупные включения. После подготовки участка грунта приступили к приготовлению криогеля. Для приготовления криогеля во внутреннюю емкость водяной бани залили воду, которую нагрели до температуры около 80-95°С. В разогретую воду частями, примерно по 10% от расчетного, подавали поливиниловый спирт, при этом осуществляли постоянное перемешивание смеси. Количество подаваемого в воду поливинилового спирта определяли исходя из расчета в 0,2 - 10% от объема воды. Поскольку грунт песчаный, с влажностью 84% было принято решение получить криогель с вязкостью 1,48 см3/г, с количеством в 2,0% от объема воды подаваемого в воду поливинилового спирта.In September 2020, on the territory of the applicant's enterprise, the strengthening of the sandy-clay soil of the horizontally located roadside with an area of 450 m 2 was carried out. Strengthening was carried out at an ambient temperature, up to + 7 ° C during the day, and up to -8 ° C at night. The surface of the soil to be strengthened was loosened and planned, the depressions were filled with a grader, the ridges of the soil were leveled. Stones, wood and other large inclusions were removed from the cultivated soil. After the preparation of the soil section, the preparation of the cryogel was started. To prepare the cryogel, water was poured into the inner container of the water bath, which was heated to a temperature of about 80-95 ° C. Polyvinyl alcohol was fed into the heated water in parts, approximately 10% of the calculated one, while the mixture was constantly stirred. The amount of polyvinyl alcohol supplied to the water was determined based on the calculation of 0.2 - 10% of the volume of water. Since the soil is sandy, with a moisture content of 84%, it was decided to obtain a cryogel with a viscosity of 1.48 cm 3 / g, with an amount of 2.0% of the volume of water supplied to the water of polyvinyl alcohol.

Приготовленный криогель залили в емкость механизма опрыскивания и перемешивания, смонтированного на базе самоходного транспортного средства. После внесения криогеля и последующего перемешивания получили слой грунта толщиной 15 см. Для увеличения толщины укрепляемого слоя грунта до 25 см. провели второй цикл подачи криогеля на обработанную поверхность грунта с последующим их перемешиванием. При этом криогель подавали на поверхность грунта в количестве 9 л/м2. В течение недели, при колебаниях температуры, оказывающей влияние на заморозку и оттаивание приготовленного грунта, на поверхности получили прочный упругий слой грунта, способного нести требуемую нагрузку и предотвращающего его эрозию. Последующее и окончательное укрепление обработанного грунта произойдет в течение осенних и весенних перепадов температуры окружающего воздуха.The prepared cryogel was poured into the container of the spraying and mixing mechanism mounted on the basis of a self-propelled vehicle. After introducing the cryogel and subsequent mixing, a soil layer 15 cm thick was obtained. To increase the thickness of the strengthened soil layer to 25 cm, a second cycle of cryogel supply to the treated soil surface was carried out, followed by their mixing. In this case, the cryogel was supplied to the surface of the soil in an amount of 9 l / m 2 . Within a week, with temperature fluctuations affecting the freezing and thawing of the prepared soil, a strong elastic soil layer was obtained on the surface, capable of bearing the required load and preventing its erosion. Subsequent and final strengthening of the treated soil will occur during autumn and spring changes in ambient temperature.

В настоящее время на предприятии выполнен ряд опытных работ по укреплению грунтовых полотен дорог, обочин, обваловки трубопроводов, которые при проведении предварительных испытаний показали положительные результаты. Было установлено, что заявляемый способ не требует дополнительных действий по ускорению процесса структурирования обработанной поверхности грунта. Экспериментально было установлено, что достаточно 5 циклов замораживания-оттаивания в осенний период, при положительной днем и отрицательной (заморозки) ночью температуры окружающего воздуха для формирования упругого слоя, а полный набор прочности наступает после прохождения одного зимнего сезона.Currently, the enterprise has carried out a number of experimental works to strengthen unpaved roads, shoulders, and pipeline embankments, which showed positive results during preliminary tests. It was found that the inventive method does not require additional steps to accelerate the process of structuring the treated soil surface. It was experimentally found that 5 freeze-thaw cycles are enough in the autumn, with a positive daytime and negative (freezing) night temperature of the ambient air for the formation of an elastic layer, and a full set of strength occurs after one winter season.

Claims (1)

Способ защиты грунтов от эрозии, включающий пропитку грунта водным раствором поливинилового спирта с последующим перемешиванием пропитанного криогелем грунта при помощи средств механизации, отличающийся тем, что первоначально, путем растворения поливинилового спирта в нагретой до температуры 80-95°С воде, готовят криогель путем растворения в воде поливинилового спирта в количестве 0,2-10,0% от объема нагретой воды, затем на поверхность укрепляемого грунта, по меньшей мере, в один цикл подают криогель в количестве 8,0-14,0 л/м2, осуществляют пропитывание и перемешивание грунта с криогелем, при этом циклы внесения криогеля на поверхность грунта, его пропитывание и перемешивание осуществляют в период времени года с положительной температурой в дневное время и отрицательной температурой в ночное время, при колебании температуры окружающего воздуха в диапазоне: от +8°С днем до -10°С ночью.A method of protecting soils from erosion, including impregnating the soil with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, followed by mixing the soil impregnated with cryogel using mechanization means, characterized in that initially, by dissolving polyvinyl alcohol in water heated to a temperature of 80-95 ° C, the cryogel is prepared by dissolving in water of polyvinyl alcohol in an amount of 0.2-10.0% of the volume of heated water, then cryogel is fed to the surface of the soil to be strengthened in at least one cycle in an amount of 8.0-14.0 l / m 2 , impregnation is carried out and mixing the soil with cryogel, while the cycles of applying the cryogel to the surface of the soil, its impregnation and mixing are carried out during a period of the year with a positive temperature in the daytime and a negative temperature at night, when the ambient temperature fluctuates in the range: from + 8 ° С during the day up to -10 ° С at night.
RU2020140353A 2020-12-07 2020-12-07 Method for protecting soils from erosion RU2754141C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140353A RU2754141C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for protecting soils from erosion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140353A RU2754141C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for protecting soils from erosion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754141C1 true RU2754141C1 (en) 2021-08-30

Family

ID=77669831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140353A RU2754141C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for protecting soils from erosion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754141C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779153C1 (en) * 2021-12-27 2022-09-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" Method for protecting inclined soil surface from erosion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU171880A1 (en) * И. И. Черкасов , Д. М. Филькин METHOD OF SOIL STRENGTHENING
RU2064555C1 (en) * 1992-03-31 1996-07-27 Виктор Григорьевич Чеверев Method for increasing load bearing capacity of permafrost soils and method for increasing load bearing capacity of permafrost and/or ices
RU2267514C1 (en) * 2005-02-04 2006-01-10 Виктор Григорьевич Чеверев Method for soil erosion protection (variants)
RU2382138C1 (en) * 2008-07-21 2010-02-20 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Composition for development of antifiltration screen in low-temperature soils and rocks and method for production of this composition
RU2496588C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) Method of soil protection from erosion and creation of green coverage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU171880A1 (en) * И. И. Черкасов , Д. М. Филькин METHOD OF SOIL STRENGTHENING
RU2064555C1 (en) * 1992-03-31 1996-07-27 Виктор Григорьевич Чеверев Method for increasing load bearing capacity of permafrost soils and method for increasing load bearing capacity of permafrost and/or ices
RU2267514C1 (en) * 2005-02-04 2006-01-10 Виктор Григорьевич Чеверев Method for soil erosion protection (variants)
RU2382138C1 (en) * 2008-07-21 2010-02-20 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Composition for development of antifiltration screen in low-temperature soils and rocks and method for production of this composition
RU2496588C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) Method of soil protection from erosion and creation of green coverage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779153C1 (en) * 2021-12-27 2022-09-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" Method for protecting inclined soil surface from erosion
RU2817344C1 (en) * 2023-08-30 2024-04-15 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of fixing and restoring soil and vegetation cover of disturbed lands using a biopolymer-structure-forming agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4106296A (en) Method of soil stabilization
Archibong et al. A review of the principles and methods of soil stabilization
CN109854248A (en) A kind of opencut water conservation reclamation method
CN107059573A (en) A kind of construction method solidified by the use of the soil body as road steady layer of water
CN105862889B (en) A kind of soil-slope bank protecting method
CN104186233A (en) Frame beam slope greening method and frame beam slope greening facility
CN101824326A (en) Soil stabilizer and application method thereof
RU2492290C1 (en) Method to construct motor roads and motor road design
US2437387A (en) Process for the hardening of soil and the like
Arasan et al. Rapid stabilization of sands with deep mixing method using polyester
CN204014608U (en) A kind of sash beam greening side slope facility
RU2754141C1 (en) Method for protecting soils from erosion
CN1170988C (en) Method of stabilising ground in road construction work
CN100570059C (en) The job practices of compound consolidated soil sub-surface
CN113396795A (en) Foreign soil and soil layer structure based on river and lake bottom mud and phosphorite solid waste and preparation method
RU2779153C1 (en) Method for protecting inclined soil surface from erosion
RU2685585C1 (en) Mixture for paying layers for transport infrastructure
RU2596164C1 (en) Construction of road pavement for temporary roads for agricultural purposes
Radzi et al. Evaluation of soil stabilizer in oil palm plantation road construction
CN106284278A (en) A kind of ecological reestablishment for soil-body landslide and evaluation methodology
CN206418460U (en) Ecological slope protection structure
Fu et al. Application of red clay improved with sand at the foot of mountain in subgrade filling
JPH1088508A (en) Developed land construction method
RU2750895C1 (en) Method for construction of earthworks at subzero temperatures
Shuib et al. Evaluation of Soil Stabilizer in Oil Palm Plantation Road Construction. Adv Agri Food Res J 2020; 1 (2): a0000122