Determination of the maximum allowable diameter of the well at a given depth of penetration by the method of static soil puncture
| Jazyk: | ukrajinština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету; Том 2 № 101 (2023); 59-66 Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University; Vol. 2 No. 101 (2023); 59-66 Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета; Том 2 № 101 (2023); 59-66 |
| ISSN: | 2219-5548 |
| DOI: | 10.30977/BUL.2219-5548.2023.101.2. |
| Popis: | Problem. From the analysis of the technical literature, it was established that among the trenchless technologies for laying underground engineering communications, the most effective is the one that works with the formation of a horizontally oriented well in the soil using ground-piercing units that work according to the static piercing method. This method consists in creating a horizontal-but-directed well in the soil by its force radial compaction into a massif and pulling into it, as usual, a protective case in the form of a pipe made of steel, polyethylene, ceramics, etc. At the same time, earthworks are reduced to a minimum. One of the important disadvantages of the method of static soil puncture is the high stresses in the soil around the well, which can cause damage to nearby communications or road foundations. The conducted studies established that the spread of this zone is determined by the diameter of the well and the physical and mechanical properties of the soil. Goal. The main goal of the study is to establish the maximum permissible diameter of the well at a given depth from the road surface. Methodology. The size of the elastoplastic deformation zone around the borehole was determined experimentally when the soil was punctured under natural conditions. To conduct field experiments, an experimental model of a soil-piercing unit with a hydraulic drive for feeding the working body into the soil from two hydraulic cylinders was created. The maximum pressing force at a pressure from a hydrostation of 20 MPa was 250 kN. The diameters of the piercing head models were 65 mm and 108 mm. As a result of the experiments, regression equations were obtained for the most common types of soils: loam, sandy loam, and clay of II-III density category. The value of its porosity was taken as a criterion for assessing the possibility of soil compaction. Results. According to the research results, it was established that when piercing the soil at a depth of 2.5 m, the permissible diameter of the well created by the method of static piercing should not exceed: for soils with a porosity of 38% - 170 mm; for soils with a porosity of 45% - 240 mm; for soils with a porosity of 53% - 300 mm. Practical meaning. The calculation dependence for practical application at the stage of designing networks was obtained and an effective method for drilling a well under roads or other obstacles as chosen. З аналізу технічної літератури встановлено, що серед безтраншейних технологій прокладання підземних інженерних комунікацій найбільш ефективною є та, що працює з утворюванням горизонтально спрямованої свердловини в ґрунті з використанням грунтопроколюючих установок, які працюють по методу статичного проколу. Цей метод полягає у створенні свердловини в ґрунті шляхом його силового радіального ущільнення у масив конічно-циліндричним робочим органом та протягуванні в неї захисного футляру у вигляді труби із сталі, поліетилену, кераміки та інше. Земляні роботи при цьому зводяться до мінімуму. Одним з важливих недоліків методу статичного проколу ґрунту є великі напруження в ґрунті навколо свердловини, який може викликати пошкодження прилеглих комунікацій або основи доріг. Проведеними дослідженнями встановлено, що розповсюдження цієї зони визначається діаметром свердловини та фізико-механічними властивостями ґрунту. Встановлення розміру зони упругопластичної деформації навколо свердловини визначалося експериментальним шляхом при проколі ґрунту в природніх умовах. Для проведення польових дослідів було створено експериментальний зразок грунтопроколюючої установки з гідравлічним приводом подачі робочого органу в ґрунт від двох гідроциліндрів. Максимальне зусилля надавлювання при тиску від гідростанції 20 МПа складало 250 кН. Діаметри моделей проколюючих головок 65 мм та 108 мм. В результаті проведених експериментів були отримані рівняння регресії для найбільш розповсюджених типах ґрунтів: суглинку, супіску та глині ІІ-ІІІ категорій щільності. У якості критерію оцінки можливості ущільнення ґрунту було прийнято значення його пористості. Так, наприклад, було встановлено, що при проколі ґрунту на глибині 2,5м допустимий діаметр свердловини, який створений методом статичного проколу, не повинен перевищувати: для ґрунтів з пористістю 38% - 170мм; для ґрунтів з пористістю 45% - 240мм; для ґрунтів з пористістю 53% - 300мм. Отримана розрахункова залежність для практичного застосування на етапі проектування мереж та вибору ефективного методу для проходки свердловини під дорогами або іншими перешкодами. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|