Проектирование защиты производственно-технических систем от песчаных заносов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (294) январь 2020 г.

Дата публикации: 24.01.2020

Статья просмотрена: < 10 раз

Библиографическое описание:

Музаффарова М. К., Мирахмедов М. М. Проектирование защиты производственно-технических систем от песчаных заносов // Молодой ученый. — 2020. — №4. — С. 53-55. — URL https://moluch.ru/archive/294/66564/ (дата обращения: 18.02.2020).



Основной целью защиты железных дорог от песчаных заносов является незаносимость их подвижным песком, а определяющим условием незаносимости — превышение суммарной пескоудерживающей способности защиты годового переноса песка (1), предполагая, что через год растения будут способны задерживать подносимый к объекту песок

,(1)

гдеQi — среднемноголетняя, количественная оценка песка, переносимого через фронт шириной 1 метр в год для данной местности;

qj — пескоудерживающая способность некоторой j-ой защиты в м3/п.м., которая является ее строительно-технологическим параметром и рассчитывается автоматизированно на основе расчетных схем и формул, полученных структурно-логическим анализом геометрических параметров защиты, зависящих от условий его существования и рабочих органов машин.

Аналитическое выражение для количественной оценки переноса песка в зависимости от средневзвешенной скорости активных ветров в годовом ходе 8-ми разовых суточных измерений получено обобщением данных годового пескопереноса по десяти метеостанциям (2)

,(2)

где - среднемноголетняя скорость ветра для данного района, м/сек.

Для достоверности данного критерия учитываются скорости ветров свыше 5 м/с, т. е. выше порога скорости ветра, когда возможен перенос песчинок.

Данная зависимость учитывает влияние всех значимых факторов на результат переноса песка (частоту и силу ветра, его продолжительность, с одной стороны и распределение по размерам, массу и конфигурацию песчинок.

Тогда ширина зоны комбинированной защиты () определяется из условия (3)

(3)

В проектировании ПТС, имеющих линейный (железные и автомобильные дороги, трубопроводы) и точечный характер (промпредприятия, месторождения полезных ископаемых, жилые комплексы, поселки, населенные пункты) различие сводится к учету режима переноса песка. Для линейных учитывается результирующее направление по годографу переноса, полученное сложением векторов направлений ветров, умноженных на годовой перенос, а для точечных объектов — по всем направлениям румбов.

Из существующих методов и способов защиты объектов от ПЗР надежностью и долговечностью выделяется биологический (фитомелиорация) метод. Результативность биологического метода повышается комбинированием двух и более методов, к примеру биологический + физико-химический.

При закреплении подвижных песков физико-химическим методом внутри зоны, где устраивается защита, обработка всей дефлируемой песчаной поверхности экономически не оправдана. Практическое приложение результатов теоретических исследований переноса песчаного субстрата позволяет обрабатывать дефлируемую поверхность песка полосами [2. В целом полосная обработка поверхности подвижного песка химическим мелиорантом шириной 0,7–3м с оставлением проездов между ними шириной 3м на всем протяжении вдоль участка объекта, заносимого песком, и через 40–50 м в поперечном направлении обеспечивает технологичность и соблюдение принципа ресурсосбережения [3]. В случае устройства канава-валов в качестве временной меры предотвращения сноса песчинок полоса обработки равна их ширине [4].

При закреплении техногенных песков, где необходимо прежде восстановить разрушенную структуру почвы, без чего фитомелиорация не даст желаемых результатов, в первый год следует использовать канаво-валы или другую механическую защиту для восстановления структуры песка.

В целях ресурсосбережения и создания благоприятных влажностно-температурных условий посадку псаммофитов, ПЗР рекомендуется проводить в дождливые периоды весной и осенью.

Вода в песчаном грунте, как и в других грунтах, как известно, подразделяется на связанную и свободную. Минеральные частицы грунта заряжены отрицательно, а молекулы воды представляют собой диполи, положительно заряженные на одном конце (атомом кислорода) и отрицательно на другом (два атома водорода). За счет электромагнитного воздействия диполи воды притягиваются с огромной силой к минеральным частицам и образуют слой прочносвязанной (адсорбированной) воды. Электромолекулярные силы, взаимодействуя у поверхности минеральных частиц, составляют величину порядка нескольких сотен МПа. Поэтому близкие к минеральным частицам молекулы воды толщиной 1…3 ряда невозможно отделить ни внешним давлением, ни действием напора воды. Следующие слои воды по мере удаления от поверхности грунтовых частиц связываются меньшими силами взаимодействия и образуют слой рыхлосвязанной (лиосорбированной) воды. Молекулы воды, находящиеся вне области электромолекулярных сил взаимодействия, образуют слой свободной воды [5].

Можно предположить, что закрепление подвижных песков влажного состояния приведет к расширению области применения способов физико-химического метода, увеличит продолжительности рабочего сезона, следовательно, более полному использованию технических и людских ресурсов в течении года и, главным образом, экономии вяжущего, т. е. речь идет о ресурсосберегающем способе получения материала [4].

Известно, что физико-химические и технологические свойства различных составов на основе зерновых и дисперсных материалов зависят от числа контактов между частицами. Число контактов между твердыми частицами целиком зависит от размера, формы и микрорельефа частиц, а между твердыми частицами и связующим, кроме того, зависит от общей поверхности частиц, химической природы компонентов и энергетического состояния частиц. Прочность же индивидуальных контактов зависит от площади контакта, химической природы компонентов и их энергетического состояния. Следовательно, способность вяжуще-песчаной защитной корки выполнять свою функцию зависит всецело от физико-механических свойств песка и физико-химических свойств вяжущего.

Представим защитный слой в виде дисперсной системы, фаза которой — песчинки, среда — вяжущее вещество. Изучение их свойств для более глубокого раскрытия механизма формирования ресурсосберегающей защитной противодефляционной корки представляется важной задачей исследования.

Методика анализа химико-минералогического состава субстрата. Отквартованная навеска 0,2 кг тщательно перемешанного исходного песка промыта в воде до серого шлиха. Для выделения тяжёлой фракции весь шлих разделён в бромоформе с объёмным весом 2,9 г/см3.

Тяжёлая фракция разделена с помощью магнита Сочнева на магнитную, электромагнитную и немагнитную тяжёлую фракции. Фракции взвешены с точностью до 1 мг.

Исходные пески и выделенные тяжёлые фракции просмотрены под бинокулярным микроскопом МБС-2. В них определены главные и второстепенные минералы и оценены визуально (полуколичественно) их содержания в процентах объёма. Результаты внесены в таблицу 1.

Навеска исходного песка 1 г обработана раствором соляной кислоты, промыта водой, высушена и взвешена. По разнице в весе определена кальцитовая карбонатность песка.

Результаты минералогического исследования.

Рис. 1. Минералогический состав Кызылкумского песка (под бинокулярным микроскопом МБС-2): а) исходный песок; б) песок, обработанный HCl (1:1) для определения карбонатности (Карбонатность 6,5 %); в) снимок с указанием минералогического состава: 1 — рутил, 2 — циркон, 3 — апатит, 4 — турмалин, 5 — сфен.

Литература:

  1. Омаров А. Д., Закиров Р. С., Мирахмедов М.. Комплексная система подготовки производства мелиорации подвижных песков в полосе и за полосой отвода железных дорог. –Алма-Ата, КазУТК, 2003. -157с.
  2. Исмаилов М. М. Влияние потока с дискретными частицами на ветровую эрозию/ Автореф…канд. физ-мат. наук. –М.: МГУ,1975.-21с.
  3. Ратьковский С. П., Мольдерф В. Е. Предварительные рекомендации по закреплению барханных песков с помощью валов, покрытых структурообразователем/ Госкомлесхоз УзССР. -Ташкент, 1975. -19с.
  4. Мирахмедов М., Досметов С. К., Музаффарова М. Методические основы разработки нормативной базы комплексной системы подгатовки производства мелиорации подвижных песков. -Ташкент, ТАСИ// Архитектура. Строительство. Дизайн, № 1–2, 2007. С.62–67
Основные термины (генерируются автоматически): песок, бинокулярный микроскоп, частица, химическая природа компонентов, физико-химический метод, тяжелая фракция, подвижной песок, молекула воды, минералогический состав, исходный песок, число контактов.


Похожие статьи

Использование в литейном производстве формовочных песков...

Основной фракцией песка считается наибольшая сумма остатков на трех смежных ситах.

Проанализируем характеристики отдельных месторождений песков. Майское, недалеко от Ташкента химический состав основных компонентов колеблется SiO2–92 до 97,85 %, в...

К вопросу о степени спекания легкоплавких глин различного...

Спекание – сложный физико-химический процесс, проходящий при высоких температурах в

Спекание исходных материалов при получении керамики происходит в твердой фазе.

Химико-минералогические составы и технологические свойства исследуемых Самарских...

Определение физико-химических параметров артезианской...

Определение физико-химических параметров артезианской воды Абшеронского полуострова.

Исследование состава минеральных вод позволяет дать их научную классификацию, правильно оценить и выяснить вопросы, связанные с их происхождением.

Конспект открытого занятия в подготовительной группе на тему...

Цель: познакомить детей со свойствами песка: при выполнении практической работы учить

Задачи: развивать познавательный интерес к объектам живой и не живой природы; дать понятие о значимости

Д: — Вывод: Песок в воде не растворяется, он оседает на дне емкости.

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

В статье представлены гидрофобизирующие компоненты различной природы, используемые в производстве бумажной упаковки. Рассмотрен химический состав гидрофобизирующих материалов, влияющий на эффективность проклейки бумаги.

Мeтоды очистки сточных вод нeфтeгaзового комплeксa

Классификация сточных вод. Сточные воды — это воды (табл.1), использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязнённые различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды...

Значение игр с песком и другими природными материалами для...

Игра с песком и водой вызывает неповторимые тактильные ощущения, доставляет необычайное удовольствие и является исцеляющим методом

Песок в работе с детьми используется для сенсорного развития, но может применяться и в психотерапевтических целях.

Физико-химические основы формирования структуры гипсовых...

Связь молекул воды с ионами кальция очень слабая из-за большого межатомного расстояния 0,306-0,375 нм

Гипсовые вяжущие содержат частицы с различной степенью энергетической

Физико-химические исследование показали, что в результате растворения полугидрата...

Исследование адгезии рисовой лузги с золоцементными...

Как влияет вид физико-химической обработки заполнителя на условное сцепление заполнителя и вяжущего приведены на рис. 1.

На прочность сцепления с битумом оказывают влияние химический и минералогический состав минерального порошка, а также и свойства.

Похожие статьи

Использование в литейном производстве формовочных песков...

Основной фракцией песка считается наибольшая сумма остатков на трех смежных ситах.

Проанализируем характеристики отдельных месторождений песков. Майское, недалеко от Ташкента химический состав основных компонентов колеблется SiO2–92 до 97,85 %, в...

К вопросу о степени спекания легкоплавких глин различного...

Спекание – сложный физико-химический процесс, проходящий при высоких температурах в

Спекание исходных материалов при получении керамики происходит в твердой фазе.

Химико-минералогические составы и технологические свойства исследуемых Самарских...

Определение физико-химических параметров артезианской...

Определение физико-химических параметров артезианской воды Абшеронского полуострова.

Исследование состава минеральных вод позволяет дать их научную классификацию, правильно оценить и выяснить вопросы, связанные с их происхождением.

Конспект открытого занятия в подготовительной группе на тему...

Цель: познакомить детей со свойствами песка: при выполнении практической работы учить

Задачи: развивать познавательный интерес к объектам живой и не живой природы; дать понятие о значимости

Д: — Вывод: Песок в воде не растворяется, он оседает на дне емкости.

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

В статье представлены гидрофобизирующие компоненты различной природы, используемые в производстве бумажной упаковки. Рассмотрен химический состав гидрофобизирующих материалов, влияющий на эффективность проклейки бумаги.

Мeтоды очистки сточных вод нeфтeгaзового комплeксa

Классификация сточных вод. Сточные воды — это воды (табл.1), использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязнённые различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды...

Значение игр с песком и другими природными материалами для...

Игра с песком и водой вызывает неповторимые тактильные ощущения, доставляет необычайное удовольствие и является исцеляющим методом

Песок в работе с детьми используется для сенсорного развития, но может применяться и в психотерапевтических целях.

Физико-химические основы формирования структуры гипсовых...

Связь молекул воды с ионами кальция очень слабая из-за большого межатомного расстояния 0,306-0,375 нм

Гипсовые вяжущие содержат частицы с различной степенью энергетической

Физико-химические исследование показали, что в результате растворения полугидрата...

Исследование адгезии рисовой лузги с золоцементными...

Как влияет вид физико-химической обработки заполнителя на условное сцепление заполнителя и вяжущего приведены на рис. 1.

На прочность сцепления с битумом оказывают влияние химический и минералогический состав минерального порошка, а также и свойства.

Задать вопрос