Техника - молодёжи 1953-02, страница 14

Мы рассмотрели физические особенности трех способов воздействия на грунт при создании крупных земляных сооружений. Но есть и другие способы. Нередко существенную трудность при производстве земляных работ представляет трение, возникающее между грунтом и различными твердыми телами. Это трение затрудняет забивание свай и шпунтовых стенок в грунт. Задача уменьшения внутреннего и внешнего трения в грунте отлично решена советскими учеными и инженерами. Оказывается, что трение в грунте весьма сильно снижается при наличии интенсивных вибраций. Если, например, поместить на свае электрический вибратор, то свая при действии его в некоторые грунты погружается настолько свободно, что

Распределение ,скоростей (скорости изображены стрелками) и направлений выброса земли при взрыве заряда, заложенного в грунте. Средняя высота подъема масс грунта существенно больше, чем необходимая высота. Это вызывает Перерасход энергии.

кажется, будто она тонет в жидкости. После прекращения вибраций грунт восстанавливает свою плотность, и свая надежно и жестко защемляется в грунте.

В настоящее время, несмотря на большие практические успехи в этой области, физическая природа уменьшения трения при вибрации далеко еще не выяснена.

Во всяком случае, можно усмотреть некоторое сходство в поведении частиц грунта, подверженных действию вибраций, с поведением молекул. Как известно, повышение температуры приводит к увеличению скоростей молекулярного движения, а это уменьшает вязкость (внутреннее трение) жидкостей и твердых тел, следовательно и прочность последних.

Направленный выброс при помощи наклонного удлиненного заряда. ВВВ — контур воронки, получаемой при взрыве.

В соответствии с этим и вибрации уменьшают сопротивление деформации у грунтов. Здесь открывается плодотворное поприще для исследований, для новых открытий и изобретений.

Весьма часто приходится встречать грунты, слишком легко пропускающие воду. Каналы, проведенные в таких грунтах, теряют много воды — она уходит в грунт. Уменьшение фильтрации через грунты решается различными путями.

Можно указать прежде всего на механическое воздействие на грунт при помощи взрыва без выброса

Схема направленного выброса грунта при строительстве канала с помощью взрыва. Сначала взрывается вспомогательный ряд заряда Б, а потом основной ряд А. Наибольшая часть грунта выбрасывается на правый берег канала.

КККК — контур профиля канала.

или заметного перемещения грунта. Такое воздействие можно произвести только в случае, когда грунт насыщен водою и соприкасается с ней. Пусть, например, имеется канал, проходящий по грунту, дающему большие фильтрационные потери. Чтобы уменьшить эти потери, можно в воде канала произвести одновременный взрыв большого числа сравнительно небольших зарядов. При этом действие взрыва будет перемещаться в порах грунта. Это перемещение незначительно по величине, но протекает с большой скоростью. В результате мелкие частицы грунта будут вовлечены в движение и начнут смещаться, пока не застрянут в узких проходах между более крупными частицами, образующими скелет грунта. Таким путем значительная часть пор в грунте будет закупорена, и способность пропускать воду у грунта уменьшится в десятки раз.

Прекратить фильтрацию в грунте и тем повысить его механическую прочность можно и методом замораживания грунта. Таким способом можно создавать не только временные, но и постоянные прочные противофильтрационные завесы и даже фундаменты для больших сооружений. Дело в том, что если заморозить тем или иным способом большой массив водонасыщенного или сильно увлажненного грунта, то относительное количество энергии холодильных установок, необходимых для защиты замороженного массива от таяния, будет невелико. Это количество энергии, отнесенное к одному кубометру замороженного массива, обратно пропорционально шестой степени общего объема замороженного массива. Поддерживание замороженного массива в охлажденном состоянии может быть осуществлено при помощи системы шахт и штолен, через которые зимой прогоняется холодный воздух; летом же шахты и штольни тщательно закрываются и теплый летний воздух в них не поступает.

Перечисленные примеры далеко не исчерпывают темы настоящей статьи. Однако и их достаточно для того, чтобы оценить огромные возможности совершенствования земляных работ, вскрываемые нашей наукой, помогающей великому строительству, развернувшемуся в нашей стране. Эти возможности связаны с развитием новых путей советской технической физики.

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Определение теплопроводности металлов и сплавов—одна из важнейших и наиболее сложных задач {современной технической физики.

Основные трудности возникают вследствие того, что нагретый образец излучает тепло в окружающее пространство, а достаточно точно определить количество этого тепла пока не удается. )Потери на ' излучение растут ^пропорционально четвертой степени (абсолютной температуры, поэтому особенно велики погрешности при определе

нии теплопроводности металлов при высоких температурах.

Чтобы определить теплопроводность металлического стержня, его обычно нагревают с Одного (конца !и охлаждают с другого. По количеству переданного по стержню тепла можно судить о теплопроводности металла. Но так как часть тепла, несмотря ла специальное экранирование, излучается в пространство, точность измерения ие {превышает 15°/о. .

Иногда теплопроводность определяют, пропуская через образец электрический ток. В этом случае охлаждаются оба конца образца. Замерив температуру концов и середины об

разца, а также количество тепла, выделяемого током, подсчитывают теплопроводность. При этом методе нужно точно знать сопротивление образца, определить же его очень трудно. Поэтому точность данного метода не превышает 10—12%.

Член Студенческого Научного общества имени Д. К. Чернова Московского института стали имени И. В. Сталина О. Ма-лючков сконструировал прибор для точного определения теплопроводности. !

Малючков [предложил то оси цилиндрического образца высверливать канал и в него с воздушным зазором в 0,5 мм вставлять медную трубку. За

тем &тот образец помещается в печь, £ по медной трубке пропускается вода. В печи образец нагревается с поверхности, и тепло передается к центру образца, благодаря чему нагревается бедная трубка и вода, протекающая по ней. Все тепло, которое получает образец, (в конечном итоге ) передается охлаждающей воде. Потерь в пространство |нет. Так, зная количество воды, протекающей через образец, в единицу времени, начальную и конечную температуру ее и Произведя некоторые перерасчеты, можно очень .точно определить теплопроводность металла или сплава.

12