Abstract

Purpose. The purpose of the work is to identify the ways to increase the efficiency of engineering research, based on the significant amount of exploration work required in the creation of modern man-made objects, taking into account the shortcomings of existing instruments and equipment used to measure soil stress, and in relation to the need to improve the design of thermopressiometers, which are aimed to facilitate the study of frozen soils. Methodology. The ways to improve the blade thermopressiometer for the study of frozen soils with different aggregates were selected by the comparative-analytical method and the method of analogy. Thawing depth, absolute soil sediment, deformation modulus etc. were determined by thermal-technical calculations. Findings. The application issues of concern of the existing thermopressiometers (limited research of soils of a certain type, complexity and insufficient accuracy of readings) identified can be overcome by the proposed improved design of a blade thermopressiometer for testing frozen sandy-clay soils. It is based on the improved heating circuit, the applicationd of quality materials and changing the form of the blades and body. The device is intented for use on permafrost and natural frozen soils of the world, including Ukraine. Originality. For the first time we offered a model of an advanced thermopressiometer with an improved body shape made of high-quality corrosion-resistant materials, including non-metallic ones. It has the reduced number of blades to one retractable sector blade-stamp (square or round) and one heating blade-stamp. A special probe design with mechanical/hydraulical sensor drive with a thermocouple (or with two fork probes to improve the measurements) was proposed. It was also recommended to introduce an electric conductive system designed for thawed soils, with a rod for measuring the retractable blade-stamp. The possibility of using a thermopressiometer during the study of seasonally frozen soils is established. Practical value. Improving the device model should facilitate its application in engineering and geological research for various types of construction, including transport, hydraulic engineering, which use the methods of deep freezing of weak and unstable soils.

Highlights

  • Уперше запропоновано концептуальну модель удосконаленого термопресіометра, з поліпшеною формою корпусу з якісних корозієстійких матеріалів, зокрема й неметалевих; зі скороченням кількості його лопатей до однієї висувної секторної лопаті-штампа та використанням однієї нагрівальної лопаті-штампа; зі спеціальною конструкцією щупа з механічним /гідравлічним приводом датчика з термопарою; також рекомендовано впровадження електричної провідної системи

  • The application issues of concern of the existing thermopressiometers identified can be overcome by the proposed improved design of a blade thermopressiometer for testing frozen sandy-clay soils. It is based on the improved heating circuit, the applicationd of quality materials and changing the form of the blades and body

  • For the first time we offered a model of an advanced thermopressiometer with an improved body shape made of high-quality corrosion-resistant materials, including non-metallic ones

Read more

Summary

Шляхи підвищення ефективності термопресіометрії

З огляду на викладене мета роботи полягає в пошуку шляхів підвищення якості інженерногеологічних випробувань та поліпшення визначення деформаційних властивостей мерзлих ґрунтів різних типів, із використанням досвіду проведення таких досліджень для оцінювання представленого варіанта термопресіометра. Можливі й більш складні (й витратні) варіанти контролю утворення чаші відтавання, наприклад: а) під час розробки 2-х свердловин в одній із них (діаметром 273 мм) розташовують сам прилад, а в іншій (діаметром до 76 мм, на відстані не більше ніж 0,3 м від свердловини 273 мм) навпроти осі висування лопаті-штампа розташовують саму термокосу, призначену для вимірювання температур у межах нагрівальної лопаті-штампа; б) радіохвильовими датчиками або датчиками, заснованими на ядерно і теплофізичних принципах (їх застосування потребує проведення спеціальних, більш дорогих досліджень, що впливає на вартість приладу); в) для утворення й підтримування тиску можливе замінювання гідравлічної (масляної) системи на електрогідравлічну або електричну. Що сучасні вимоги до проведення робіт із використанням горючих матеріалів передбачають належну протипожежну безпеку (наявність додаткового міцного вогнегасника, окрім штатного на буровій установці)

Наукова новизна та практична значимість
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
Ways to Increase the Efficiency of Thermopressiometry
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call