Использование водовоздушных струй

В струйной геотехнологии для размыва гурнта используются жидкие струи в искусственном воздушном потоке (двух- и трехкомпонентная технологии).

Известно, что размывающая способность струи существенным обазом зависит от ее диаметра. В двух- и трехкомпонентной технологиях диаметр струи определяется, преимущественно, диаметром насадки для жилки струи. При этом срезы соосных насадок для жидкой и воздушной струй находятся в одной плоскости. Это обеспечивает компактность жидкой струи.

Если соосные насадки расположить по отношению друг к другу таким образом, чтобы срезы их находились в разных плоскостях, причем воздушная насадка выступала бы вперед относительно насадки для жидкой струи (см рис. 3.2), то при движении жидкой струи внутри воздушной насадки и окружающем ее пространстве образуется вакуум, то есть имеет место эффект эжекции.

Благодаря разнице давлений, жидкая струя распадается на дискретные объемы, которые заполняют все сечение внешней, воздушной насадки в результате, на выходе из воздушной насадки образуется водовоздушная струя, имеющая диаметр воздушной насадки. При этом скорости отдельных водных объемов сохраняются примерно такими же, какие имеет сплошная струя на выходе из водяной насадки. Отдельные водные объемы, ударяя с большой скоростью в грунт, производят не только размывающее, но также и ударное действие на частицы этого грунта.

Благодаря большему диаметру, эта струя сохраняет компактность на большем расстоянии, чем обычная струя в искусственном воздушном потоке. В результате, дальность ее paзмывающего действия увеличивается, и это дает возможность получить большие размеры сооружаемых конструкции, чем при обычной струйной геотехнологии, при одинаковых значениях технологических параметров.

Впервые этот эффект был установлен при экспериментальных работе института Гидроспецпроект в 1981 г. по сооружению грунтобетонных колонн в моренных песчано-суглинистых грунтах. В дальнейшем он был исследован У. С Мухаммедовым на полигоне Таджикского филиала института ВНИИ-ОСП. При сооружении экспериментальных секций тонких противофильтрационных завес по трехкомпонентной технологии использование водовоздушных струй давало 30% увеличение длины секции. Установлено, что оптимальное расстояние между обрезами водяной и воздушной насадок должна быть пределах 0,5... 1,0 внутреннего диаметра жидкостной насадки.

Следует заметить, что водовоздушная струя, обладая большей дальностью размывающего действия по сравнению с водяной струей в искусственном воздушном потоке в легко размываемых грунтах, не обязательно может иметь указанное преимущество в связных грунтах с высоким значением сцепления, где имеет большое значение гидродинамическое давление на оси струи. У компактной струи оно должно быть выше. Во всяком случае, этот вопрос нуждается в дальнейшей экспериментальной проверке.