Какая труба выдерживает замерзание воды


Трубы не боятся мороза | Трубы Флексален

Планируя обустройство отопительной системы или вoдoснабжeния , крайне важно подобрать подходящий материал, который будет подходить по всем параметрам. Если же речь идет о наружных системах, то стоит также позаботиться и о возможном замерзании тpубы (или предотвращении данного фактора).

Общеизвестно, что при замерзании вода существенно увеличивается в объеме, что повышает давление на стенки тpубы и арматуры, именно поэтому тpубы с меньшим диаметром лучше выдерживают циклы замерзания/размораживания. Полипропиленовые  тpубы для частного дoма  используются исключительно при мoнтaже внутри помещения, поскольку разморозка системы может привести к прорыву. Что касается металлопласта, то он способен выдержать 2-3 заморозки воды. Аналогичным образом обстоят дела и со стальными тpуб ами, которые выдерживают некоторое число заморозок.

Медные тpубы , как и многие другие полимеры, способны выдерживать замораживание воды в системе oтoпления или вoдoснабжeния . Единственное, что может случиться, это повреждение паек из-за расширения тpубы , поэтому пресс-соединение наиболее преимущественно. Трубы из сшитого полиэтилена практически не боятся мороза, поскольку запоминают форму, т.к. при замерзании происходит расширение, а при оттаивании – форма восстанавливается.

Почему стоит отдать предпочтение тpубопроводным системам  Flехalеn ?

Теплoтpаccы  от компании Флексален предназначены для мoнтaжа тpубопроводных конструкций из тpуб , теплоизоляции и оберегающего кожуха. Несомненным их достоинством можно отметить их уникальный состав, предотвращающий коррозию металлов, что существенно увеличивает срок их службы. К тому же по сравнению с иными материалами они имеют и доступную стоимость.

Полибутен, из которого выполнены тpубы flехalеn , обладает высокой устойчивостью к различным агрессивным жидкостям, поэтому в отопительной системе можно использовать самые разнообразные теплоносители. Сооружаемые тeплoтpaссы данного типа легки в мoнтaже. Низкая шероховатость поверхности практически исключает абразивный эффект, исключая, тем самым, гидравлические потери. В качестве еще одного преимущества использования данных  тpуб для частного дoма  можно отметить и то, что в едином кожухе возможно разместить до шести тpубопроводов.

При сооружении уличных систем вoдoснабжeния и oтoпления зачастую используется тpуб а  flехalеn  600, поскольку конструкция состоит из тpуб , защищенных слоем специального полиэтилена и расположенных в гофрированном пластиковом кожухе. Продукция данного типа имеет экологически чистый состав, поэтому ее разрешается использовать и в пищевой индустрии для подачи тех или иных жидкостей.

Преимущества профессионального мoнтaжа

В том случае, если вы решите выполнить мoнтaж отопительной или водопроводной системы, то стоит обратиться за квалифицированной помощью мастеров, занимающихся этим на протяжении продолжительного срока.

Специалисты компании ООО «Heating Water» рекомендуют продукцию Флексален для частного строительства. Чтобы проконсультироваться относительно процедуры проведения мoнтaжных работ и стоимости, вы можете связаться с нами по телефону 8(495) 211-17-01. Замерщик произведет необходимые расчеты и составит проект, в соответствии с которым в дальнейшем и будут производиться дальнейшие мероприятия по обустройству oтoпления или системы вoдoснабжeния .

  • Бесшовные трубы для водоснабжения
    Эти коммуникации говорят сами за себя. Дело в том, что на всём протяжении этих металлических изделий нет швов и других соединений. Они достаточно расп...
  • Продажа высококачественных пластиковых труб марки Флексален
    Эластичные пластиковые трубопроводы Flexalen – это инновационные предварительно изолированные трубы, которые очень хорошо подойдут для применения с це...
  • Как монтируются теплотрассы Флексален?
    Когда возникает потребность в установке  теплотрассы, доверять необходимо только опытным и квалифицированным специалистам-монтажникам, потому как этот...
  • Как обслуживать теплотрассу Флексален?
    Современная теплотрасса для дома должна быть долговечной и надежной, поэтому так важно использоваться качественные трубы. Одними из таких являются тру...
  • Флексален 600 для водоснабжения
    Флексален 600 для вoдoснабжeния от ООО «Heating Water» - это замечательное приобретение. Дополнительно компания предоставляет услуги по мoнтaжу систем...
  • Тип изоляции в трубах Флексален
    Холдинг Thermaflex известен как автор такого современного и уникального по своим эксплуатационным качествам продукта, как труба Флексален. Сейчас данн...
  • Акции по трубам flexalen
    История труб Флексален В начале двухтысячных годов появилась инновационная разработка под названием тpубы Флексален. С развитием прогрессивных теплои...
  • Система «Flexalen 1000+», состоящая из трёх труб
    «Флексален» – это современные трубопроводы и теплотрассы, а также фирменная технология изготовления трубопроводов от нидерландского концерна «Thermafl...
  • Соединение домов теплотрассой
    Услуги В условиях современной жизни такого огромного мегаполиса как Москва, тpубопроводные работы или, как многие называют мoнтaж flехalеn  прочно во...
  • Особенности прокладки трубопроводов Флексален
    Гибкие тpубы Флексален прокладывают в траншеи с любыми геометрическими конфигурациями. Они поставляются производителем в бухтах, и могут размещаться н...

Веб-страница не найдена на InspectApedia.com

.

Что делать, если ссылка на веб-страницу на InspectApedia.com приводит к ошибке страницы 404

Это так же просто, как ... ну, выбирая из 1, 2 или 3

  1. Воспользуйтесь окном поиска InspectAPedia в правом верхнем углу нашей веб-страницы, найдите нужный текст или информацию, а затем просмотрите ссылки, которые возвращает наша пользовательская поисковая система Google
  2. Отправьте нам электронное письмо напрямую с просьбой помочь в поиске информации, которую вы искали - просто воспользуйтесь ссылкой СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ на любой из наших веб-страниц, включая эту, и мы ответим как можно скорее.
  3. Используйте кнопку НАЗАД вашего веб-браузера или стрелку (обычно в верхнем левом углу экрана браузера рядом с окном, показывающим URL-адрес страницы, на которой вы находитесь), чтобы вернуться к предыдущей статье, которую вы просматривали. Если вы хотите, вы также можете отправить нам электронное письмо с этим именем или URL-адресом веб-страницы и сообщить нам, что не сработало и какая информация вам нужна.

    Если вы действительно хотите нам помочь, используйте в браузере кнопку НАЗАД, затем скопируйте URL-адрес веб-страницы, которую вы пытались загрузить, и используйте нашу ссылку СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ (находится как вверху, так и внизу страницы), чтобы отправьте нам эту информацию по электронной почте, чтобы мы могли решить проблему.- Спасибо.

Приносим свои извинения за этот SNAFU и обещаем сделать все возможное, чтобы быстро ответить вам и исправить ошибку.

- Редактор, InspectApedia.com

Задайте вопрос или введите условия поиска в поле поиска InspectApedia чуть ниже.

Мы также предоставляем МАСТЕР-ИНДЕКС по этой теме, или вы можете попробовать верхнюю или нижнюю панель ПОИСКА как быстрый способ найти необходимую информацию.

Зеленые ссылки показывают, где вы находитесь. © Copyright 2017 InspectApedia.com, Все права защищены.

Издатель InspectApedia.com - Дэниел Фридман .

Как предотвратить замерзание труб (и что делать, если они все равно замерзнут)

Низкие зимние температуры могут вызвать замерзание или даже разрыв труб. Вы знаете, как узнать, замерзли ли трубы? Мы собрали советы по предотвращению замерзания труб и список рекомендаций, которым вы должны следовать, если они действительно замерзнут.

Профессиональный совет: заранее знайте, как страхование домовладельцев может помочь устранить повреждения от замерзшей и разорванной водопроводной трубы. Не уверены, что вас накрыли? Поговорите с местным агентом ERIE, чтобы узнать.

Запросить цену

Узнайте, что отличает нас от конкурентов, с помощью индивидуального предложения по страхованию жилья.

Симптомы замерзания труб

Одним из первых признаков замерзания труб является отсутствие воды из крана, когда вы его включаете. Если вы заметили это, сначала идите в подвал и убедитесь, что вода все еще включена и нет ли утечки. Как только вы подтвердите эти две вещи, продолжайте осмотр, чтобы убедиться, что одна из ваших труб не лопнула.Если ваш поиск показывает, что ваши трубы замерзли, но ни одна из них не разорвалась, у вас есть два варианта:

  • Вызвать сантехника, чтобы он помог разморозить замерзшие трубы. В большинстве случаев это лучше, если вы не думаете, что можете безопасно разморозить трубы самостоятельно, не знаете, где находятся замерзшие трубы, или не можете получить доступ к замерзшей области.
  • Попытайтесь разморозить замерзшие трубы самостоятельно. Имейте в виду, что эта опция может быть опасной, если она сделана неправильно.

Как исправить замерзшие трубы

Если вы не опытный мастер по ремонту, лучше поручить это профессионалу.Однако есть быстрые решения, которые вы можете попробовать, если у вас есть опыт работы по обслуживанию дома. Если вы пытаетесь разморозить замерзшие трубы самостоятельно, помните о следующих советах:

  • Держите кран открытым. Вода и пар будут образовываться в процессе оттаивания, и в ваших трубах необходимо отверстие для их выпуска. Если кран открыт, вода будет течь по трубе, что ускорит процесс оттаивания.
  • Подайте тепло на замерзший участок трубы. Это можно сделать, обернув электронную грелку вокруг трубы, нагрея область феном или обоими способами. Если у вас нет ни одного из этих предметов, также можно использовать полотенца, смоченные в горячей воде. Помните, что это временное решение, и грелку нельзя оставлять без присмотра, чтобы предотвратить пожар.
  • Знайте, чего нельзя делать. Никогда не используйте паяльную лампу, пропановые или керосиновые обогреватели, угольную печь или любое другое устройство с открытым пламенем для размораживания замерзших труб. Это представляет серьезную опасность пожара.Вам также следует избегать использования обогревателя, если вы не уверены, что в помещении нет легковоспламеняющихся материалов. Опять же, никогда не оставляйте обогреватель без присмотра.
  • Продолжайте нагревать, пока поток воды не вернется в норму. После того, как вы успешно разморозили трубу, включите другие краны в вашем доме, чтобы проверить, нет ли больше замерзших водопроводных труб.
  • Примите меры, если замерзшие трубы находятся внутри наружной стены. Это серьезная ситуация, когда вам следует вызвать профессионального подрядчика, поскольку при ремонте может потребоваться проделать отверстие в стене внутри дома, чтобы открыть эти трубы для более теплого воздуха.

Как предотвратить замерзание труб

Хотя мы не можем контролировать погоду, мы можем кое-что сделать, чтобы трубы не замерзли. Чтобы предотвратить замерзание труб и их серьезное повреждение, выполните следующие действия:

  • Слейте воду из труб, которые могут замерзнуть. Это включает в себя водопроводы для вашего бассейна и спринклерной системы.
  • Отсоедините все шланги от дома, слейте воду из шлангов и храните их в гараже. Обязательно закройте внутренние клапаны, питающие эти наружные точки доступа.
  • Изолируйте область вокруг вентиляционных отверстий и осветительных приборов. Это помогает предотвратить попадание тепла на чердак.
  • Заделайте трещины в стенах. Обязательно обратите особое внимание на области вокруг инженерных коммуникаций.
  • Кухонные шкафы открытого типа. Это позволяет теплому воздуху циркулировать по трубам.
  • Держите гаражные ворота закрытыми, чтобы защитить водопровод.
  • Пусть в самые холодные дни из ваших кранов будет капать холодная вода. Движение затруднит замерзание воды.
  • Держите термостат при одной и той же температуре днем ​​и ночью. Никогда не позволяйте температуре опускаться ниже 55 градусов по Фаренгейту, когда вы выходите из дома.
  • Убедитесь, что у вас есть надлежащие уплотнения на всех дверях и окнах.
  • Разместите лампу на 60 Вт в местах, где вы опасаетесь замерзания труб. Убедитесь, что рядом с лампой нет горючих материалов.

Защита от замерзших водопроводных труб

Замерзшие водопроводные трубы и ущерб, который они могут причинить, становятся реальностью для тысяч людей каждый год.Это особенно актуально, когда вы находитесь при температуре ниже нуля в течение длительного периода времени.

Страховой институт безопасности бизнеса и дома утверждает, что прорыв трубы может причинить ущерб водой на сумму более 5000 долларов. Это потому, что ущерб может быть значительным.

«В среднем за январскую зиму мы получаем около 2 000 претензий в день», - говорит Крис Циммер, старший вице-президент по претензиям Erie Insurance. «Некоторые из них связаны с замерзшей водой в трубах».

В ERIE мы вошли в список Fortune 500, но мы никогда не теряли человеческого прикосновения - вот почему мы можем предоставлять персональные и немедленные услуги.Когда мы вам понадобимся, мы всегда рядом.

Узнайте больше о страховании домовладельцев, которое защитит вас без сюрпризов, или найдите местного агента, который поможет вам быть уверенным в своей страховой защите.

Изначально эта история была опубликована в 2018 году. Новая информация была обновлена ​​6 февраля 2020 года.

.

Заморозка грунта | Geoengineer.org

В этом отчете представлен подробный обзор искусственного замораживания грунта (AGF) как метода улучшения условий на площадке для проектов гражданского строительства.

Искусственное замораживание грунта (AGF) - это метод улучшения грунта, при котором масса грунта определенной геометрии замораживается с использованием процесса охлаждения с использованием хладагента, либо охлажденного рассола, либо жидкого азота, который циркулирует по трубам замораживания, встроенным в земля.AGF обычно используется для стабилизации грунта и контроля грунтовых вод в самых разных областях, включая все типы почв.

Этот отчет основан на обзоре доступной литературы по промерзанию грунта и содержит краткую историю промерзания грунта и его влияния на типичные инженерно-геологические свойства. Далее обсуждаются соображения по внедрению замораживания грунта в полевых условиях, а также преимущества и недостатки этого процесса. Наконец, рассмотрены два тематических исследования внедрения AGF в полевых условиях.

История

Искусственное замораживание грунта (AGF) - это метод стабилизации грунта, включающий отвод тепла от земли для замораживания поровой воды почвы. Концепция промерзания грунта была впервые представлена ​​во Франции, а промышленное применение относится к 1862 году, когда оно использовалось в качестве метода строительства шахтных стволов в Южном Уэльсе (Schmidt 1895). В конце концов, этот метод был запатентован немецким горным инженером Ф. Х. Поетчем в 1883 году (иногда называемый процессом Поэтша). Способ включает систему труб, состоящую из внешней трубы и концентрических внутренних питающих труб, по которым циркулирует охлажденный хладагент (обычно хлорид кальция).Хладагент закачивается по внутренней трубе и обратно по внешней трубе. Затем он снова охлаждается в процессе охлаждения и возвращается по системе трубопроводов. Дальнейшее развитие технологии AGF произошло во Франции в 1962 году, когда жидкий азот (LN2) закачивался в замораживающие трубы вместо охлажденного рассола хлорида кальция. Это позволяет при необходимости намного быстрее промерзать грунт. Жидкий азот проходит через трубы замораживания и испаряется в атмосферу (Sanger and Sayles, 1979).

В настоящее время AGF применяется в большом количестве инженерных проектов, где важны стабильность, состояние грунтовых вод и локализация. Примеры ситуаций включают: строительство вертикального ствола для добычи полезных ископаемых или проходки туннелей, стабилизация непроектированных земляных насыпей (большие препятствия), площадки, требующие горизонтального доступа (например, навес ТБМ для строительства поперечного перехода), боковая и вертикальная локализация загрязняющих веществ, перенаправление загрязняющих веществ, грунтовые воды отсечка (может быть привязана к коренным породам) и аварийная поддержка / стабилизация с использованием LN2 (Schmall and Braun 2006).

Во время процесса тепло отводится от почвы по цилиндрической форме вокруг замораживающих труб. Это создает столбики из мерзлого грунта. Столбцы продолжают расширяться, пока не пересекутся. Отсюда замерзшая масса будет расширяться наружу, создавая стену или твердое кольцо из мерзлого грунта (Sanger and Sayles, 1979).

В следующих разделах описывается влияние AFG на инженерные свойства грунтов, а именно на гидравлическую проводимость, жесткость, прочность на сдвиг и способность изменять объем.Кроме того, вводятся лабораторные испытания и классификация мерзлых грунтов в соответствии со стандартами JGS и ASTM.

Гидравлическая проводимость мерзлых грунтов

При применении в проектах гражданского строительства для локализации или контроля грунтовых вод мерзлый грунт практически непроницаем. Трещины льда также могут излечиться путем повторного замораживания. Проблемы с проницаемостью возникают, когда процедуры замораживания не выполняются должным образом, и почва не замерзает полностью как одна масса, оставляя «окна» из незамерзшей почвы, которые могут поставить под угрозу способность замороженного барьера удерживать и контролировать грунтовые воды или изолировать загрязнитель в почве. .Окна незамерзшей почвы часто определяют и определяют их размер с помощью ультразвукового метода измерения (Jessberger 1980).

Прочностное поведение мерзлого грунта

Прочностное поведение мерзлого грунта, как и любого другого грунта, зависит от ряда факторов, включая тип грунта, температуру, ограничивающее напряжение, относительную плотность и скорость деформации. Мерзлые грунты обладают большей прочностью, чем незамерзшие. Как правило, прочность мерзлого грунта увеличивается при понижении температуры и увеличении ограничивающего напряжения.

Da Re et al. В 2003 году было проведено исследование характеристик трехосной прочности замороженного мелкозернистого песка Manchester Fine Sand (MFS), в котором образцы были подготовлены с различными относительными плотностями (20-100%), ограничивающими напряжениями (0,1-10 МПа), скоростями деформации (3 x 10-6 - 5 x 10-4 с-1) и температуры (от -2 до -25 ° C).

Результаты, графически представленные на Рисунке 1, показывают две отдельные области деформации, на которые мерзлая почва действует по-разному. Небольшие деформации (менее 1% в осевом направлении) приводят к линейному увеличению прочности, наклон (модуль) которого не зависит от относительной плотности или ограничивающего напряжения.Величина начального предела текучести (при осевой деформации 0,5–1% во всех случаях) увеличивается с увеличением скорости деформации и понижением температуры. Поведение при больших деформациях включает в себя деформационное разупрочнение, проявляемое образцами, подготовленными при низкой относительной плотности и при низком ограничивающем напряжении, до деформационного упрочнения, проявляемое образцами, приготовленными при высокой относительной плотности и высоком ограничивающем напряжении.

Рис. 1. Прочностные характеристики MFS (Da Re et al. 2003)

Поведение MFS при деформационном смягчении, показанное в Da Re et al.Исследование объясняется Корнфилдом и Зубеком 2013. Они утверждают, что снижение напряжения выше начального предела текучести происходит из-за увеличения дробления и плавления под давлением замороженной поровой воды. Ян и др. 2009 г. и Xu et al. 2011 год также показал, что по мере увеличения ограничивающего давления прочность на сдвиг достигает пика, а затем уменьшается из-за дробления льда и таяния под давлением. Обычно при -10 ° C мерзлые пески и мерзлые глины имеют прочность на сжатие 15 МПа и 3 МПа соответственно (Klein 2012).

Прочность замороженной глины на сжатие была проанализирована Li et al.при переменных температурах, скоростях деформации и плотности в сухом состоянии. Глина была уплотнена до трех различных плотностей в сухом состоянии и имела предел текучести 28,8% и предел пластичности 17,7%. Испытания на одноосное сжатие проводились при различных температурах (от -2 до -15 ° C) и различных скоростях деформации (приблизительно от 1 x 10-6 до 6 x 10-4 с-1) для каждой плотности в сухом состоянии. Результаты исследования показали, что силовые характеристики аналогичны исследованию, проведенному Da Re et al. для замороженных MFS. Прочность на сжатие испытанной глины увеличивалась с увеличением скорости деформации, понижением температуры и увеличением плотности в сухом состоянии, аналогично поведению MFS, испытанного в Da Re et al.учиться. Кроме того, замороженные глины проявляли как деформационное упрочнение, так и деформационное разупрочнение после достижения начального предела текучести, который сильно зависел от времени до разрушения, которое само по себе зависит от скорости деформации. Результаты исследования показали, что образцы замороженной глины, нагруженные при низких скоростях деформации, достигли низкой прочности на одноосное сжатие (приблизительно 2 МПа при 10% деформации, если разрушение не было достигнуто) при более длительном времени до разрушения, но демонстрировали характеристики деформационного упрочнения. Напротив, образцы замороженной глины, нагруженные при высоких скоростях деформации, достигают гораздо более высокой прочности на одноосное сжатие (примерно 6 МПа при разрушении), но демонстрируют деформационное разупрочнение (Li et al.2004 г.).

Жесткость мерзлого грунта

В целом мерзлые почвы более жесткие, чем незамерзшие. Да Ре и др. В своем исследовании прочности мерзлого грунта на MFS провели исследование модуля Юнга. Они обнаружили, что замороженный MFS имеет модуль Юнга от 23 до 30 ГПа. Поскольку поведение замороженного MFS при малых деформациях было одинаковым во всех тестируемых переменных, модуль Юнга не зависел от тестируемых переменных (относительная плотность, ограничивающее напряжение, скорость деформации и температура).


Рис. 2. Нормированное поведение напряженно-деформированного состояния MFS (Da Re et al. 2003)

Рис. 2 из Da Re et al. al., 2003 исследование показывает независимость модуля Юнга мерзлых песков путем нормализации напряжения сдвига с начальным пределом текучести. На рисунке 2 также показаны различные объемные деформации из-за деформационного упрочнения или разупрочнения замороженного MFS после начального напряжения текучести, что обозначено как поведение типа A, B, C или D.

Характеристики изменения объема мерзлого грунта

Во время фазового перехода от жидкого к твердому, вода увеличивается в объеме примерно на 9%, что приводит к вспучиванию грунта на поверхности земли (Lackner et al. 2005). Пучка из-за увеличения объема может повредить близлежащие конструкции (туннели, поверхностные конструкции) во время замерзания и оттаивания, поэтому понимание свойств почвы и того, как они влияют на вспучивание почвы, важно во время AGF. Почва, подвергшаяся вспучиванию, также будет оседать при оттаивании, что необходимо учитывать.Грунт может также наблюдать изменения объема из-за ползучести под нагрузкой.

Пучкование почвы происходит в почвах, где линзы льда образуются внутри пустот. Структура почвы должна способствовать переносу воды из окружающих пустот к фронту замерзания ледяной линзы за счет капиллярных сил. По этой причине илистые почвы особенно чувствительны к заморозкам (Widianto et al. 2009).

Также важно отметить, что в некоторых случаях глины могут проявлять низкую морозостойкость. По мере того как фронт замерзания движется наружу, глины демонстрируют вспучивание из-за объемного расширения ледяной линзы, однако уплотнение может происходить перед фронтом замерзания, где отрицательное поровое давление создается движением воды в зону замерзания.Чистый эффект вспучивания и уплотнения под ледяной линзой может быть небольшим или незначительным на поверхности (Han and Goodings, 2006). Несмотря на это, грунты на конкретных участках должны быть проверены на морозоустойчивость, если ожидается, что морозное пучение будет проблемой для близлежащих строений.

Общие лабораторные испытания мерзлых грунтов

Что касается мерзлых грунтов, как ASTM, так и JGS имеют некоторые стандарты для лабораторных испытаний. Однако многие из этих испытаний относятся либо к дорожному покрытию, многократным циклам замораживания-оттаивания, либо дают информацию только о направлении теплового потока.JGS 0171-2003 - это метод испытаний для прогнозирования морозного пучения почвы. В этом стандарте используется уравнение Такаши для морозного пучения в направлении теплового потока. Kanie et al. В 2013 году было предложено использовать метод трехмерной оценки с использованием уникального лабораторного оборудования и моделирования методом конечных элементов.

В настоящее время существуют стандарты для определения прочностных свойств при постоянной деформации (ASTM D7300-11) и свойств ползучести (ASTM D5520-11). Оба этих теста выполняются при одноосном сжатии.Стандарты трехосного испытания незамерзшей почвы не применяются к мерзлым грунтам, и для получения сопоставимых результатов необходимы новые стандарты.

Существует множество нестандартных лабораторных и полевых испытаний, используемых в настоящее время для мерзлых грунтов, включая (Oestgaard and Zubeck 2013):

  • Прямой сдвиг (Bennett and Nickling 1984, Yasufuku et al. 2003).
  • Трехосное сжатие (Бейкер и др. 1984, Аренсон и др. 2004).
  • Одноосное растяжение (Zhu and Carbee 1987, Erckhardt 1981).
  • Постоянная ползучесть (Андерсленд и Ладаньи, 2004).
  • Тест на расслабление (Андерсленд и Ладаньи, 2004).
  • Консолидация оттепели (Моргенштерн и Никсон, 1971).
  • Давление ползучести (Ladanyi 1982).
  • Давление релаксации давления (Ladanyi 1982, Ladanyi and Melouki 1992).

Классификация мерзлых грунтов

Классификация и описание мерзлых грунтов в настоящее время задокументированы ASTM D4083-89 (повторно утверждены в 2007 г.). Это включает в себя описание как почвенной фазы, так и ледяной фазы материала.Описание фазы почвы такое же, как у незамерзшей почвы, ASTM D2488. Затем замороженная фаза классифицируется на одну из двух групп: N для почвы без видимого льда и V для почвы со значительной видимой льдом.

Эти группы впоследствии разбиваются на подгруппы, описанные в стандарте. На рисунках 3 и 4 показаны визуальные представления классификации видимого и невидимого льда в соответствии со стандартом ASTM D4083-89.

Рис. 3. Видимый лед в мерзлой почве (ASTM D4083-89)

Видимый лед представлен черным цветом на Рис. 3.Видимый лед может существовать в структуре почвы в виде отдельных ледяных карманов (Vx), покрытий вокруг частиц почвы (Vc), нерегулярных образований (Vr) или слоистых образований (Vs).

Рис. 4. Структура мерзлого грунта без видимого льда (ASTM D4083-89)

Как и на Рис. 3, лед представлен черным цветом на Рис. 4. Когда нет видимого льда в структуре Мерзлый грунт классифицируется по тому, насколько хорошо образец сцеплен со льдом.Замерзший грунт без видимого льда может быть плохо связан (Nf), хорошо связан без лишнего льда (Nbn) или хорошо связан с лишним льдом (Nbe).

Sayles et al. 1987 дает несколько рекомендаций для полного описания мерзлого грунта. К ним относятся символ и описание USCS незамерзшей почвы, символ и описание замороженной почвы, гранулометрический состав, пределы Аттерберга, а также физические свойства, такие как содержание льда (замороженный), содержание воды (незамерзшее), удельный вес, удельный вес почвы, насыщение процент и соленость.Эти параметры имеют сильное влияние на прочность и поведение почвы в мерзлом состоянии. Для искусственного замораживания грунта рекомендуется использовать систему, описанную в Andersland and Anderson 1978 (Sayles et al. 1987). Still et al. В 2013 году было предложено разработать стандартизированные индексные тесты для использования при классификации мерзлых грунтов.

Внедрение замораживания грунта в полевых условиях может выполняться с использованием различного оборудования, охлаждающих жидкостей и процедур. В следующих разделах описан общий обзор реализации замораживания грунта.

Оборудование

Для замораживания грунта требуется мобильная холодильная установка. Установка может работать на охлаждающих жидкостях, таких как аммиак или CO2, и отводить тепло от циркулирующей жидкости, которой обычно является хлорид кальция или рассол хлористого магния (Jessberger 1980).

Рис. 5. Мобильные холодильные установки при AGF (SoilFreeze)

Температуры рассола -25 ° C или ниже обычно достаточно для большинства проектов. Также доступны коммерческие рассолы, разработанные специально для использования с AFG.Важно исследовать свойства этих охлаждающих жидкостей, чтобы гарантировать совместимость с другим оборудованием (например, коррозия труб). Используемая охлаждающая жидкость может зависеть от температурных требований проекта, рассол хлорида магния замерзает при -34 °, а рассол хлористого кальция замерзает при -55 ° C.

LN2 кипит при температуре -196 ° C и может использоваться вместо обычного хладагента. Из-за чрезвычайно низкой температуры LN2 промерзание почвы при контакте с LN2 происходит намного быстрее.Таким образом, полное замораживание может быть выполнено намного быстрее, используя LN2 вместо охлажденного рассола. Однако из-за более высокой стоимости его обычно резервируют для аварийной стабилизации, краткосрочного замораживания и проектов небольшого объема. В этом случае LN2 транспортируется на площадку в специализированных резервуарах для хранения и вводится непосредственно в замораживающие трубы. Он не циркулирует через холодильную установку. Скорее, ему дают испариться на поверхности, как показано на рисунке 5, после того, как он отводит тепло от почвы (Jessberger 1980).

Рис. 6. Испарение жидкого азота во время AGF («замораживание грунта»)

В таблице 1 представлена ​​основная сводка относительных сравнений между охлажденным рассолом с хлоридом кальция и жидким азотом (LN2).

Таблица 1. Обзор свойств рассола хлорида кальция и жидкого азота для AGF

В более холодном климате термосифоны могут использоваться для достижения температур, необходимых для замораживания почвы. Термосифоны осуществляют конвекцию рабочего тела для отвода тепла от земли и передачи его воздуху на поверхности земли.Для того, чтобы этот процесс работал, температура окружающего воздуха должна быть ниже температуры земли, поэтому он обычно используется в холодных регионах. Рабочая жидкость термосифона закапывается в землю, где содержащаяся в ней жидкость поглощает тепло, испаряется и поднимается к верху сифона. Там он охлаждается окружающим воздухом, в результате чего он конденсируется и возвращается на дно термосифона. Этот процесс показан на рисунке 6 ниже. Этот процесс является энергоэффективным, однако для его эффективного использования в процессе AGF требуется температура воздуха ниже нуля.Если требуется дальнейшее замораживание, можно использовать термосифоны с питанием для снижения температуры земли после того, как они достигли температуры окружающего воздуха (Wagner and Yarmak 2013).

Рис. 7. Схема пассивного термосифона (Wagner and Yarmak 2012)

Морозильные трубы могут быть изготовлены из различных материалов. Типичная установка может включать стальные внешние трубы диаметром 5 дюймов и внутренние пластиковые (например, полиэтиленовые) трубы диаметром 3 дюйма (Klein 2012). Трубы для замораживания должны стоять в вертикальном положении и выдерживать боковое давление грунта, связанное с площадкой.Согласно историческому эмпирическому правилу, замораживающие трубы должны выдерживать 13 кПа на метр глубины заглубления шахты (Klein 2012). Необходимо следить за целостностью замерзшей трубы, чтобы предотвратить повреждение труб из-за вспучивания почвы.

Одним из наиболее важных аспектов проекта AGF является мониторинг состояния почвы во время замерзания и оттаивания. Обычно возле промерзшей стены просверливают отверстие, куда устанавливают датчики температуры для контроля температуры почвы. Это имеет жизненно важное значение для конечного продукта (мерзлая срезанная стенка, масса мерзлого грунта и т. Д.).Кроме того, отслеживается пучение и оседание грунта из-за замерзания и оттаивания грунта после завершения проекта. Если предполагается проведение земляных работ за замороженной стеной, для измерения прогибов стен могут использоваться дефлектометры, экстензометры и инклинометры. Чтобы определить, существуют ли какие-либо окна из незамерзшей почвы в массе мерзлого грунта, можно провести ультразвуковые измерения. Наконец, при необходимости выполняются измерения для конкретных проектов, такие как вертикальное давление и деформации существующих конструкций из-за вертикального подъема (проходка туннелей, фундаменты, особые проектные соображения) (Jessberger, 1980).

С помощью компьютерных систем большая часть процесса AGF автоматизирована.

Автоматический сбор данных используется для измерения температуры и прогиба. Кроме того, компьютерные системы регулируют поток охлаждающей жидкости в морозильные трубы, чтобы более точно контролировать температуру земли.

Методы проектирования и соображения

Возможно, наиболее важным шагом в обеспечении успешного внедрения AGF является определение характеристик площадки, как и во всех инженерно-геологических проектах.Тип почвы и грунтовые воды должны быть точно охарактеризованы, чтобы обеспечить соответствие мерзлого грунта проектным требованиям. В частности, для проектов AGF всегда следует брать пробы грунтов и проверять их термические свойства. Подземные воды также проверяются на температуру и скорость замерзания. Высокая скорость грунтовых вод (> 2 м / сутки) создает проблемы во время промерзания почвы и может приводить к неоднородностям. Меньшее расстояние между трубами, несколько рядов или использование LN2 могут использоваться для противодействия высокой скорости грунтовых вод (FHWA 2013, Klein 2012).

Xanthakos et al. 1994 рекомендует использовать отношение расстояния между замораживающими трубами к диаметру не более 13 для труб диаметром 120 мм или меньше. Также необходимо учитывать соленость грунтовых вод. На участках с высокой соленостью будет наблюдаться снижение температуры замерзания и более низкая прочность при замерзании. По мере увеличения солености будут уменьшаться морозное пучение, оседание оттаивания и сила пучения (Hu et al. 2010). Некоторые из этих изменений полезны, однако в конечном итоге будет менее консервативный дизайн, если соленость не будет должным образом учтена.Кроме того, минерализация поровой воды может быть неоднородной. Области с более высокими концентрациями могут образовывать карманы из незамерзшей воды или пленки из незамерзшей воды вокруг частиц (Hu et al. 2010).

Дальнейшее рассмотрение, помимо свойств почвы и грунтовых вод, включает температуру окружающего воздуха, сроки и риски проекта, а также ожидаемое вспучивание и оседание почвы. Если температура окружающего воздуха достаточно низкая, термосифоны могут быть более энергоэффективным решением. В случае чрезвычайной ситуации, требующей немедленного промерзания грунта, такой как локализация загрязненной почвы или вопросы планирования строительства, в качестве хладагента может использоваться жидкий азот вместо охлажденного рассола.Наконец, конструкции должны быть чувствительны к ожидаемому вспучиванию почвы при замерзании и оседанию при оттаивании. Фазовый переход от воды к льду может вызвать увеличение объема до 9%, что приводит к вспучиванию почвы при замерзании (Lackner et al, 2005).

Расчетные параметры, определенные на основе характеристик площадки, часто моделируются с использованием компьютерных программ метода конечных элементов (МКЭ), таких как Ansys. Это может быть необходимо для более сложных сценариев и подземных условий. Дополнительные программы, такие как SEEP / W от GeoStudio и AIR / W, могут при необходимости моделировать граничные условия конвективной поверхности (Geo-Slope).TEMP / W используется в GeoStudio для моделирования тепловых изменений в грунте.

Благодаря своим непроницаемым свойствам мерзлый грунт является отличным материалом для отсечения грунтовых вод. Замораживание грунта использовалось для создания водонепроницаемого уплотнения вокруг выработок в соляных шахтах и ​​вокруг них. Он также может быть связан с коренной породой и другими подземными объектами (Schmall and Braun 2006). Это создает непроницаемый барьер, который может доходить до трещиноватой коренной породы. Следует отметить, что гидравлическая проводимость породы может увеличиваться после оттаивания из-за дальнейшего раскрытия трещин при промерзании.

Время замораживания

Искусственное замораживание грунта может быть длительным процессом. Охлажденный рассол лучше подходит для проектов с более длительными сроками от недель до месяцев. Рассол циркулирует по системе трубопроводов во время фазы замерзания, пока земля полностью не замерзнет. После того, как почва достаточно промерзнет, ​​температура поддерживается постоянной на этапе обслуживания. Liqui

.

Предотвращение и размораживание замерзших труб

Предотвращение и размораживание замерзших труб | Американский Красный Крест