Научные руководители: д.т.н., профессор Кадыров А.С. к.т.н., доцент Кабикенов С.Ж.

Научные руководители: д.т.н., профессор Кадыров А.С.
к.т.н., доцент Кабикенов С.Ж.
м.т.н., докторант Жаркенов Н.Б.
Установление режима и параметров конструкций гидромониторов для
строительства противофильтрационных завес
Значительную опасность представляет загрязнение водоемов и грунтовых
массивов фильтрацией в грунте агрессивных и токсичных вод. Таким примером
является попадание радиоактивных отходов в реки Припять и Днепр после
взрыва реактора на Чернобыльской АЭС. Отходы осели на поверхность грунта и
профильтровались в бассейны рек. Агрессивные воды двигаются в грунте от
прудов испарителей, энергетических и химических предприятий.
Для
предотвращения
этого
явления
в
грунте
устраиваются
противофильтрационные завесы (ПФЗ), представляющие собой щели
заполненные водонепроницаемым материалом и заглубленные в водоупор.
Наиболее эффективным для строительства ПФЗ является использование
гидромониторов, совмещающие разработку щели в грунте и её заполнение
одновременно. Не решенным вопросом работы струйных машин является задача
описания физической картины разрушения среды и, следовательно, расчетов.
Для защиты водоемов и питьевых водозаборов в грунте устраиваются
противофильтрационные завесы (ПФЗ), которые препятствуют проникновению
технических отходов производства в воду. ПФЗ представляет собой траншею,
заглубленную на 1,5...2 м в водоупор и забутованную противофильтрационным
материалом (чаще всего глиной). Разработка траншей осуществляется
штанговыми грейферами. Предлагается струйная технология строительства ПФЗ
[1,3].
Струйная технология сооружения ПФЗ и опор, основанная на использовании
энергии высокоскоростной струи жидкости, применяется для прорезания щелей
и скважин в грунте, заполненных противофильтрационным материалом, и имеет
ряд преимуществ по сравнению с другими методами, применяемыми в
аналогичных целях. К общим преимуществам относятся высокая
производительность и простота оборудования.
На кафедре «Строительно-дорожные машины» Карагандинского
государственного технического университета спроектированы и внедрены
струйные установки СУ-6 и СУ-7. В настоящее время на основе опыта
эксплуатации СУ-6 и СУ-7 спроектировано оборудование навесное струйное
ОНС, причем разрабатываются два варианта – ОНС-1 с традиционной
конструкцией – гидромонитором, вращателем и вертлюгом, а также ОНС-2 – в
этом варианте для вращения рабочего органа (далее РО) используется энергия
сжатой жидкости [2].
Идея исследования – исследование процесса размыва среды струей высокого
давления и разработка на основе полученных расчетов методики расчета
конструкции и режима гидромониторов.
Цель исследования – установление закономерностей разрушения грунта
струей воды высокого давления и установление взаимосвязей между физикомеханическими свойствами грунта и режимом работы, а также разработки
технических предложении по конструкциям гидромониторов.
Научная новизна заключается в установлении зависимости взаимосвязей
диаметр сопла, давление жидкости, твердость и сцепления грунтов или пород.
Способом достижения цели проекта являются теоретические и
экспериментальные исследования, а также
конструкторские разработки
(технические предложения новых конструкций).
Рисунок - Общий вид навесного оборудования струйного ОНС-1:1 –
компрессор; 2 – емкость для воды; 3 – растворный узел; 4 – насос
высоконапорный; 5 – базовая машина;
6 – вертлюг с приводом вращения; 7 штанга; 8 – колонна;
9 – опора нижняя; 10 – гидромонитор
Для достижения поставленной цели исследования необходимо решение
следующих задач:
1. Аналитический сбор и критический анализ научных и практических
результатов работы гидромониторов;
2. Разработка и исследование математической модели разрушения грунта и
экспериментальное подтверждение результатов;
3. Разработка и исследование экономико-математической модели
строительства противофильтрационных завес в грунте;
4. Разработка морфологии конструкций гидромониторов, определение
множества гипотетических вариантов;
5. Патентование новых конструкций гидромониторов;
6. Разработка методики расчета конструкции и режима работы
гидромониторов;
7. Разработка технических предложений конструкций гидромониторов
(общих видов, основных узлов).
Большая часть научных результатов будет новыми, полученными впервые.
Особенностью, определяющей высокую значимость, является их комплексность
и последовательность: теория, моделирование, выявление новых конструкций и
патентование, разработка технических предложений.
Литературы:
1. Мещеряков А.Н., Хейфец В.Б. Противофильтрационные и несущие
стенки в грунте. М.: Энергия, 1969. 85 с.
2. Кадыров А.С., Нурмаганбетов А.С. Нагружение землеройных машин при
работе в среде глинистого тиксотропного раствора. Караганда: Изд-во «Санат»,
2007. 152 с.
3. Рогов Е.И., Кадыров А.С., Коркин А.А. Оптимизация горно-строительных
работ. Алма-Ата: Изд-во «Наука» Казахской ССР, 1990. 240 с.