SU1661273A1 - Способ уплотнени массива грунта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и строительству, в частности к уплотнению просадочных или рыхлых грунтов, и может использоватьс  дл  укреплени  бортов карьеров, отвалов, берегов. Изобретение направлено на повышение эффективности за счет интенсификации уплотнени . Достигаетс  это путем образовани  скважин 1 с перфорированными обсадными трубами 2, подачи в них воды, герметизации скважин и воздействи  на грунт по расположенным вдоль скважин 1 зонам низкочастотными акустическими колебани ми от излучател  3, приводимого в действие источником сжатого воздуха 13, эффект работы которого усиливаетс  вакуумным насосом 16. При этом воздействие на грунт вдоль скважины 1 ведут одновременно в нескольких зонах с периодически измен ющейс  фазой колебаний от синфазных до противофазных, суммарную высоту зон принимают равной 0,25 - 1,0 глубины скважины. 2 ил.

Description

/////////////////// ///////// ///////////

Фиг1

Изобретение относитс  к горному делу и строительству, в частности к уплотнению прссадочных или рыхлых грунтов, и может использоватьс  дл  укреплени  бортов карьеров, отвалов, берегов.

Цель изобретени  - повышение эффективности за счет интенсификации уплотнени .

На фиг.1 изображена схема осуществ лени  способа; на фиг.2 -узел I на фиг.1.

Способ осуществл ют следующим образом .

В массиве грунта бур т скважины 1 и устанавливают в них перфорированные обсадные трубы 2, Усть  скважин герметизируют с возможностью закачивани  в них воды и одновременно в нескольких изолированных друг от друга зонах каждой предварительно заполненной водой скважины воздействуют на грунт низкочастотными акустическими колебани ми, создаваемыми излучателем 3. Фазу колебаний периоди- чески измен ют от синфазной до противофазной, что увеличивает интенсивность низкочастотного акустического воздействи  на грунт, повыша  его уплотненность. Суммарную высоту зон скважины принимают равной 0,25 - 1,0 глубины скважины 1 дл  увеличени  размеров зоны уплотнени . Вода, заполн юща  скважины , служит рабочим телом, передающим энергию низкочастотных акустических колебаний частотой 4 - 200 Гц равномерно вдоль всей поверхности зон скважин. Вода, проника  через отверсти  в обсадной трубе 2, при гармоническом характере возбуждаемых колебаний трансформируетс  в избыточное давление на грунт, уплотн ющее последний.

Устройство дл  уплотнени  массива грунта включает перфорированный трубчатый элемент 2, в котором перфорации выполнены в виде цилиндроконических отверстий или в виде вертикальных суживающихс  от внутреннего к внешнему диаметру трубы 2 щелевых отверстий 4, расположенных в шахматном пор дке. Внутри трубчатого элемента 2 находитс  излучатель 3 низкочастотных акустических колебаний , выполненный в виде гирл нды последовательно соединенных друг с другом гибкой св зью 5 преобразователей 6, между которыми установлены герметизирующие приспособлени  7. Каждый преобразователь включает цилиндрическую резинокордную мембрану 8, статор 9 и ротор 10. Статор 9 и ротор 10 имеют сквозные отверсти  11. Полость ротора 10 соединена посредством трубопровода 12с источником

энергии, например источником 13 сжатого воздуха, размещенным на поверхности.

Ротор 10 приводитс  во вращение приводом 14, выполненным, например, электрическим , Дл  отвода воздуха предусмотрен трубопровод 15, соединенный вакуумным насосом 16. Питание каждого преобразовател  сжатым воздухом и электроэнергией выполнено раздельным,

т.е. регулировка давлени , расхода сжатого воздуха и скорости вращени  роторов производитс  дл  каждого преобразовател  независимо от других.

Устройство работает следующим образом .

Излучатель 3 низкочастотных акустических колебаний погружают в заполненную оодой скважину 1 путем надувани  герметизирующих приспособлений 7 перекрывают скважину и изолируют каждый из преобразовав елей б, раздел   их зоны обработки . Затем привод т во вращение привод 14 каждого преобразовател  6 и подают от источника 13 питани  по трубопроводу 12

внутрь ротора 10 сжатый воздух. При вращении отверсти  11 ротора 10 и статора 9 периодически совпадают. При совпадении отверстий сжатый воздух поступает под мембрану 8 и своим давлением выгибает ее.

В следующий период времени, когда отверсти  11 не совпадают, производитс  отвод сжатого воздуха из-под мембраны 8 по.трубопроводу 15 вакуумным насосом 16. Дл  отвода сжатого воздуха предусмотрена клапанна  система (не показана). При отводе воздуха из-под мембраны 8 происходит ее движение в обратную сторону. Периодический подвод к мембране 8 и отвод от нее сжатого воздуха позвол ет трансформировать в каждом преобразователе 6 энергию сжатого воздуха в энергию колебаний мембраны 8.

Колебательное движение мембраны 8 передаетс  через воду и отверсти  4 обсадных труб 2 окружающему грунту и, воздейству  на структурные св зи, разрушает их, уплотн   грунт. Наход сь в ближнем поле преобразовател , вода совершает антифазные с мембраной колебани . При этом колебани  воды направлены по нормали к поверхности мембраны и совпадают с осью цилиндроконических отверстий 4 трубчатого элемента 2,

Цилиндроконические отверсти  4 (или

суживающиес  от внутреннего диаметра трубы к внешнему щелевые отверсти ) обладают анизотропией сопротивлени  движению воды в разных направлени х. При этом сопротивление движению воды в сторону

сужени  меньше сопротивлени  движению воды в обратном направлении.

При гармоническом характере возбуждаемых колебаний возникает направленное в сторону сужени  отверстий движение воды , которое в услови х скважины трансформируетс  в избыточное давление на грунт, вызываемое колебани ми. Такое давление в услови х интенсивных колебаний преп тствует выдавливанию размокшей массы грунта через отверсти  4 внутрь скважины 1.

Изменение частоты колебаний мембран 8 осуществл ют путем изменени  скорости вращени  ротора 10. Частота колебаний определ етс  по формуле n z

f

60

где n -скорость вращени  ротора, об/мин;

z - число р дов отверстий в роторе и статоре.

Частоту колебаний мембран 8 смежных преобразователей 6 f i и f2 устанавливают из следующего соотношени :

/f 1 - f2/

«fi

/f 1 - f2/

«f2

2 2

Смещение частот колебаний мембран смежных преобразователей позвол ет получать колебани  от синфазных до противофазных .

При совпадении фаз движени  мембран при впуске сжатого воздуха развиваетс  максимальна  амплитуда давлени  в цилиндрической волне, а при совпадении фаз дви- жсии  мембран при выпуске воздуха развиваетс  минимальна  амплитуда давлени . Частота биений между двум  смежными преобразовател ми равна

f - /f - f2/

Тб2

Использование гирл нды преобразователей обеспечивает большую дальность уп- лотнени  грунта одной скважиной и большую эффективность его уплотнени .

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  

Способ уплотнени  массива грунта, включающий образование скважин, подачу в Kvix соды, герметизацию скважин и воздействие на грунт по расположенным вдоль

скважины зонам низкочастотными колебани ми , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности за счет интенсификации уплотнени , воздействие на грунт вдоль скважины ведут одновременно в нескольких зонах с периодически измен ющейс  фазой колебаний от синфазных до противофазных, причем суммарную высоту зон принимают равной 0,25 -1,0 глубины скважины.

Claims (1)

15 Формула изобретения

Способ уплотнения массива грунта, включающий образование скважин, подачу в них боды, герметизацию скважин и воздействие на грунт по расположенным вдоль 20 скважины зонам низкочастотными колебаниями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет интенсификации уплотнения, воздействие на грунт вдоль скважины ведут одновременно в не25 скольких зонах с периодически изменяющейся фазой колебаний от синфазных до противофазных, причем суммарную высоту зон принимают равной 0,25 - 1,0 глубины скважины.

τ J.

Фиг. 2