Замораживание грунта - Ground freezing

Замерзание грунта позволило вырыть туннели под действующим железнодорожным полотном во время Больших раскопок в Бостоне. Каждый белый комок отмечает верхнюю часть крана для глубокой заморозки земли.
Поперечное сечение трубы для замораживания грунта, используемой на Большом раскопе.

Замораживание грунта это строительная техника, используемая в обстоятельствах, когда почву необходимо стабилизировать, чтобы она не обрушилась рядом с выемками, или для предотвращения вымывания загрязняющих веществ, пролитых в почву.[1]Заморозка грунта применяется уже не менее ста лет.

Трубы проходят через почву для замораживания, а затем хладагенты проходят по трубам, замораживая почву.[1]Замерзшая почва может быть твердой как бетон.

Почва загрязнена радиоактивными элементами, просочившимися из Япония с АЭС Фукусима-дайити сдерживался замораживанием грунта.[1]

Проект в Бостон известный как Big Dig использовала промерзание грунта во время проходки некоторых туннелей, чтобы позволить сооружать широкие туннели под или через грунт, поддерживающий существующую инфраструктуру, которую было бы сложно или дорого поддерживать с использованием более традиционных методов земляных работ.[1]

В некоторых проектах по замораживанию грунта используются общие солевой раствор в качестве хладагента,[2] но другие проекты выигрывают от использования более экзотических хладагентов, например жидкий азот.[1][3]

В северной Канаде и арктической Аляске используются пассивные трубопроводные системы, не требующие внешнего источника энергии для поддержания грунта в замороженном состоянии.[4] В этих системах используются подземные испарители и наземные радиаторы, заполненные жидким хладагентом. Когда температура окружающей среды опускается ниже температуры земли, жидкий пар начинает конденсироваться в радиаторе, снижая давление в системе, в результате чего жидкость в испарителе закипает и испаряется. Этот процесс приводит к передаче тепла от земли к воздуху и сохраняет землю в постоянно замороженном состоянии.[5]

Смотрите также

  • Pykrete, композитный строительный материал, который использует аналогичные свойства в замороженных опилках.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Джессика Моррисон (30.10.2013). «Как инженеры используют заморозку грунта, чтобы строить больше, безопаснее и глубже». PBS. В архиве из оригинала на 2014-04-11. Получено 2014-07-22. Основная предпосылка замерзания грунта заключается в том, что почва, состоящая из кусочков минералов и органических веществ, воды и воздуха, становится прочнее и менее проницаемой, когда вода в ней замерзает и расширяется.
  2. ^ «Техническое руководство по проектированию и строительству автодорожных туннелей - гражданские элементы». Министерство транспорта США. В архиве из оригинала от 05.12.2013. Получено 2014-07-22. Чтобы обеспечить опору для забоя туннеля, земляные работы и домкраты обычно выполняются попеременно небольшими приращениями, обычно в диапазоне от 2 до 4 футов. В большинстве случаев мягкий грунт необходимо обрабатывать с помощью методов улучшения грунта, таких как замораживание грунта, струйная заливка и т. Д., Как описано в главе 7 «Проходка туннелей мягкого грунта», чтобы увеличить время выдержки.
  3. ^ «Замораживание грунта: Замораживание грунта жидким азотом». Группа Linde. 2014. В архиве из оригинала от 26.02.2014. Получено 2014-07-22. В течение последних двух десятилетий замораживание почвы жидким азотом (LIN) превратилось из экзотического применения газа со многими неопределенностями в стандартную процедуру обработки нестабильной почвы и утечек.
  4. ^ Игорь Голубец, к.э.н., P.Eng (2014). «Фундаменты термосифона с плоским контуром в теплой вечной мерзлоте» (PDF). Правительство NT Asset Management Division Общественные работы и услуги. В архиве (PDF) из оригинала от 02.04.2015. Получено 2015-06-12. Пассивное охлаждение с помощью теплообменных труб под давлением было разработано на Аляске Инженерным корпусом армии США в 1965 году для сохранения фундаментов в «теплой» вечной мерзлоте.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ «Термосифонная технология замораживания грунта». 2014. В архиве из оригинала от 26.11.2014. Получено 2015-06-12. В основе технологии термосифона лежит устройство теплопередачи (термосифон), которое в зимний период забирает тепло из почвы и передает его в окружающую среду.