Mis teadus seisneb kõrgsurveplatvormidega reaktiivvuukimise taga?

Mis teadus seisneb kõrgsurveplatvormidega reaktiivvuukimise taga?

Joaga vuukimine, teostaja akõrgsurve pöördjoaga puurimisseade, on pinnase parandamise tehnika, mis näib petlikult lihtne, kuid tugineb vedeliku dünaamika, pinnase mehaanika ja reoloogia keerukatele põhimõtetele. Protsess hõlmab ülikõrge rõhuga tsemendimördi läga süstimist, et see erodeeruda ja seguneda kohapealse pinnasega, moodustades konstrueeritud komposiitmaterjali, mida nimetatakse pinnasetsemendiks. Selle meetodi teaduslik tõhusus seisneb kineetilise energia kontrollitud rakendamises mullakoe lõhkumiseks ja sellele järgnevas keemilises ja füüsikalises sidumises, mis loob uue, täiustatud materjali.

Teaduslik põhiprintsiip on hüdraulilise energia muundamine kineetiliseks energiaks koherentses vedelikujoas. Kõrgsurvega pöörleva jugaga puurimisseade kasutab võimsaid pumpasid, et survestada süstmördi läga tavaliselt tasemele 400–600 baari. See kõrgsurvevedelik surutakse seejärel läbi väikese läbimõõduga düüside (tavaliselt 1,5–3,0 mm) monitoril. Vedeliku dünaamika põhimõtete kohaselt kiirendab selline järsk paisumine kõrgrõhutsoonist pinnases atmosfäärirõhuni vedeliku ülehelikiiruseni, luues tohutu kineetilise energiaga joa. Selle joa koherentsus – selle võime püsida koos fokuseeritud joana vahemaa tagant – on kriitiline ja seda mõjutavad düüsi konstruktsioon, vedeliku viskoossus ning õhukatete kasutamine kahe- ja kolmekordsetes vedelikusüsteemides.

Selle suure energiaga joa ja mulla massi vahelist koostoimet reguleerivad pinnase mehaanika ja erosiooniteooria. Juga põrkub pinnasele pingega, mis ületab tunduvalt mulla nihke- ja tõmbetugevuse. Granuleeritud pinnases (liiv ja kruus) töötab juga üksikuid osakesi välja tõrjudes ja graanulitevahelisi lukke purustades. Sidusatel muldadel (savi ja muda) hõlmab mehhanism mullakanga pügamist ja uuesti vormimist. Joa loob õõnsuse, mis täidetakse koheselt ja purustatakse hüdrauliliselt mördi abil. Võti on samaaegne erosioon ja segunemine. Kõrgsurve pöördjoaga puurimisseade juhib selle protsessi kinemaatikat – pöörlemis- ja väljatõmbekiirusi –, mis määravad töödeldud pinnase mahu ja lõppsegu homogeensuse. Nende parameetrite ja sellest tuleneva kolonni läbimõõdu vaheline seos on jugaga tsementeerimise teaduse põhirõhk.

Saadud pinnase-tsemendi komposiidi omadused sõltuvad algse pinnase mineraloogiast ja tsemendikeemiast. Mördipulber, tsemendiosakeste suspensioon vees, interakteerub mullaosakeste ja pooriveega. Betoonitehnoloogiale sarnases protsessis tsement hüdraatib, moodustades kaltsiumsilikaathüdraate (C-S-H) ja muid ühendeid, mis seovad pinnaseosakesed omavahel. Pinnase-tsemendi lõplik survetugevus ja läbilaskvus ei sõltu ainult süstmördisegust, vaid on koostoime tulemus. Liivmuld, mis on inertne, annab tavaliselt tugevama materjali, kuna tsemendipasta seob kõvad osakesed.kõrgsurve pöördjoaga puurimisseadeAktiivsete mineraalidega savine pinnas võib osaleda keerulisemates reaktsioonides, kuid savijäänuste plastilisuse tõttu on tugevus sageli väiksem. Kõrgsurve pöördjoaga puurimisseadme ülesanne on tagada ühtlane segu, et saavutada ühtlased omadused kogu kolonnis.

Seetõttu on kõrgsurve pöörleva reaktiivpuurimisseadmega joaga vuukimise teadus interdistsiplinaarne valdkond. Lõpptoote geotehniliste omaduste kujundamiseks on vaja mõista joa vedeliku mehaanikat, et optimeerida selle erosiooni ulatust, pinnase reaktsiooni kiirele hüdraulilisele koormusele, et ennustada töödeldud mahtu, ja keemilis-füüsikalisi koostoimeid segamise ajal. See teaduslik alus võimaldab inseneridel liikuda empiiriliselt kunstilt ennustavale modelleerimisel põhinevale praktikale, kujundades spetsiaalsete tugevuse, jäikuse ja läbilaskvuse omadustega joaga vuukimissambaid, mis vastavad vundamendi või pinnase kinnipidamisprojekti täpsetele nõuetele.