автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Теория и практика рационального использования грунтов, извлекаемых при строительстве и эксплуатации портов

Государственный проектно - изыскательский и научно - исследовательский институт морского транспорта СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ

РГ6 ОЛ

УДК 627.223.7.001.55 + 504.42.064.47

ЧУПРИН Василий Никитович

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГРУНТОВ, ИЗВЛЕКАЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ '

ПОРТОВ

Специальность 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта

11.00.11 Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов 0i.I7.lt Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в виде научного доклада <

Москва-1994

Работа выполнена в проектно-изыскательскои и научно-ысследорательскоы институте морского транспорта - Черномор-шилроекте и Одесском шкенерно-строительнои институте

Официальшз оппоненты:

доктор техническая наук, профессор ТМ.ШШВЛ, доктор технических наук, профессор Г.Е.ШШШБ, доктор технических наук, профессор З.А.ЛЦШКО.

Ведущая организация - Лекаорншгпроект

Защита диссертация состоится " 25 " февраля 1994 г. в е 14 " час. на заседании специализированного Совета Д 101 03.01 при Союзморнишроехге.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Совзыор-нилпроекта. .

Доклад разослан И2Х " января 1994 г.

Отзывы на доклад в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направить в адрес Союзаорниипроекта (125319, Москва, Большой Коптевский пер., бГ на имя ученого секретаря специализированного Совета.

Ученый секретарь специализированного

Совета Д 101 03.01» кандидат

технических тух

Э.В. АдамовскиМ

I. ОБПУШ Ш^СТЕРКСША РЛБ0П1

Актуальность 'теш. Для созда"ия и поддержания навигационных габаритов акваторий портов и внутренних водных путей проводятся капитальные и ремлнтно-зксплуатационные дноуглубитель- • ' наз работы с выемкой большого объема грунтов.

В портах Черноморского и Аэовс.;ого бассейнов объем дноуглубительных раб^г составляет более 1С млн. и3/г, на Балтийском бассейне -' 12 или. мп/г. Для обеспечения безопасности судоходства на Мариупольским подходном канале, например, ежегодно извлекается 3 - 2,2 млн.«3 грунта, в Петербургском порту и 'на водотоках'дельты Невн объем вынутых грунтов при дноуглублении и санитарной очистке составляет более 3,5 млн. м3 з год.

Зтк грунты, представленные до 80 % типичными и лаки, сбрасываются на прибреглие подводные свалки Сдампинг), что приводит к нарушения биологического-раэковесия в геологической система "маре - суда". Попытка переноса дампинга на болнше глубины значительно увеличивает затраты на дноуглубительные, работы и, как показали натурные исследования и азрокоса-и.ческие съемки седиментация в' местах сброса, а-также мониторинг физико-химических изменений, глубоководный дампинг'не снижает ущерба от загрязнения моря.

Кроме того, дампинг исключает возможнють вторичного использования грунтов, рр-рабатываемых при дноуглубительных работах. Ваян ;сть этого фактора пока недооценивается как с позиции экологии, так и с позиции экономики. -

Особый интерес :< проблеме использования вынутое- при дноуглублении илистых грунтов Еызван истощением, сырьевых ресурсов для производства строительных материалов. ,

Теоретические и экспериментальные кссгедования автора были направлены на разработку научно обоснованной технологии рационального использования бросовых грунтов при выполнении дноуглубительных работ. Исследования проводились по следующим двум-направлениям:

создание технологических процессов береговых гидроотвалов к укладки в картах намыва грунтов для образования искусственных портовых территорий;

разработка технологии производства из морских илов строительных материалов.

Результаты теоретических к поисковых лабораторных исследований позволили создать комплексную технологии "дноуглубление - береговой отвал - утилизация грунтов" без образования отходов с реальным снижением антропогенного воздействия на окружающую природную среду. Результаты заводских испытаний рядовых и промышленных прсб донных отложений раз-' лишшх месторождений позволили разработать технологические схемы и регламенты промышленного производства керамики пластически. способом для утилизации грунтов при дноугг 'блении На Черноморском и Азовском бассейнах и шликернш способ м для утилизации донных отложений при дноуглублении Санкт-Петербургского и Усть-Лужского портов, а также при санитарной очистке водотоков дельты Невы. • . 1 ' •

Разработанная и внедренная технология утилизами грунтов при дноуглублении'решает актуальную задачу производства новых -строительных материалос из бросовых. Грунтов о современных условиях дефицит г сырьевьс. ресурсов.

Использование морских илвв при дноуглублении .обусловлс • но экологическим фактором за счет уменьшения дампинга, а -также ■ экономическим и социальши эффектами за счет создания

искусственных портовых территорий, а также производства дефицит-нос строительных материалов на базе грунтов, разрабатываемых при выполнении дноуглубительных работ (грунты дноуглубления).

Следовательно, исследование реологических свойств илов с целью обоснования технологии рационального использования грунтов, извлекаемых при капитальном и ремснтно-эксплуатационном дноуглублении, является актуальной научной проблемой.

Цель и задачи раб-пл. Целью диссертационной работы является создание теоретических и практических основ технологии утилизации грунтов, извлекаемых при строительстве и эксплуатации портов.

1 При этом решались следующие задачи: на основе результатов исследования реологических свойств донных отложений разработать комплексную технологию "дноуглубление - береговой отвал - искусственная территория - карьер илистого сырья";

исследование физико-химических процессов термодинамики при шгревании н обжиге грунтов дноуглубления и разработка беэотход-10й технологии кералита (пористый заполнитель);

теоретическое и практическое обоснование экологической и экономической эффективности новой технологи;! с учетом антропогенного зоздействия на водные экосистемы при демпинге.

Предмет и. об'ьедд-Исал'Зд.овпния - донные отложения практически зсех объектов дноуглубления на Черноморско-Азовском бассейне, ка Цунае, Днепре, Днестре, а.также береговые отвалы и созданные портовые территории в Белгород-Днестровском и Шном портах.

Метопы исследования. Решение поставленных" задач базируется -1а теоретических и натурных исследованиях в области антропогенной седиментации водоемов, реологии отложений, химической термодинамики и технологии строительной керамики.. Опыты по уплотнению территории проводились по методу Курдюмова (в лотке) и в натуре..

Исследования физико-механических и термических свойств проб донных отложений проводились б лабораторных печах обжига в Чернэиорннипроекте, НИИКерамзите, НИИСЯРОМе и в промышленных печах обжига в. гильзах на Кулицдоров. ком керамзитовом заводе (Одесса).

Заводские испытания промышленных проб клор из береговых отвалов Белгород-Днестровского (Салганы) и Шного (Визирка, Мещанка, Александровна) портов проводились в печи обжига ПВ 2,5x40, температура в зоне обжига контролировалась оптическим прибором "Преминь" с точностью замеров до 0,5°С.

Научная новизна работы и результатов исследования в основном состоит в ток.., что впервые сформулированы научные основы концепции комплексной технологии практической утилизации вынутых при дноуглублении грунтов.

Созданные- технологические процессы зонирования и послойной укладки в картах намыва грунтов подтвердили возиояность образования искусственных территорий <плязтая зона) и запасов илистого сырья (прудковая' зона) /3/.

Вдавленные теоретические основы физико-химических процессов поризации илов при обжиге позволяй отнести грунты, разрабатываемые прн дноуглублении, к ценному исходному сирьи для производства пористых заполнителей. • ■

Ваервие получены опытные партии качественного заполнителя путем обжига илистого сырья при высокой температуре, по своим физико-механическим характеристикам и оконоиичееккм показателям шгодио отличающегося от оаполнителя из традиционного глинистого сырья /¿, 4, 6/. . "

Разработана новая технология I., омьшленного производства лорнетах саполнителей пластическим способом с применением

в качестве.исходного сырья и органо-минералыгай добавки донных илистых отложений /37, 38/.

Предложена новая двухкомпснентная шихтовая иломасса для производства пористого строительного материала, названного я е р а л к т /'32, 33, 43, 44/.

. Новые способы и материалы, полученные автором в результате мчоголетиого исследования, зациценм авторскими свидетельствами на изобретен/" и прошли Государственную регистрации /29,30, 31, 39, 40/. .

Орног-ные лр'!'И!",аемые полохе. .ия и результаты. На защиту выносится научно обоснованная комплексная технология переработки вынутых при дноуглублении грунтов, обеспечивающая их рациональное использование и защиту окружающей природной среды/1, 3,44/.

В состав комплексной технологии входят: нетрадиционные способы дноуглубления с береговым отвален грунтов, послойной их укладкой, просункой и консолидацией в картах намыза.для создания портовой территории и запасов гоио- • генной илистой массы (сырья для строительной керамики).

безотходная технология производства строительного материала (кералит) из бросовых илистых грунтов, обеспечивающая ограничение дачпинга грунтов и охрану водных экосистем.

Практическая значимость работы и реализация результатов .исследований. Результаты исследования, промышленных испытаний и внедрения легли в основу разработанных совместно с ОГУ рекомендаций по проектированию и возведения .береговых отвалов и образованию искусственных территорий при морском дноуглублении /3/. На их основе разработаны и внедрены на реальных объектах морского транспорта технологические процессы . еоззздя--аия портовых тсррзтср'Д." и ароизводегза строительно* ккокнрадакса.

За научно-технические достижения по теме ае-ор разработки награжден дипломами I степени Комитетами международных выставок (1983, 19Е9 г.г.), тремя золотыми и пятью серебряными медалями БД!К СССР и ВД НХ УССР (1987, 1989...91 г.г.)

Апробация работы. Основные научные положения к результаты

. экспериментальных исследований проверены в промышленных условиях на предприятиях водного транспорта (Южный, Белгород-Днестровский, Измаильский и др. порты) и на предприятиях строй-индустрии г. Одессы. Материал! исследования были рассмотрены и одобрены на НТС Минмэрфлота, в НШСтроме, в НИШерамзите, в Мининвестстрое Украины, в Черноморском и Азовском пароход-ствах, в портах Шный, Мариуполь, Белгород-Днестровский и др.

Результаты, исс.-од ования и внедрения комплексной техноло-

■ гии докладывались и опубликованы в сборниках научных трудов отечественных и международных-конференций "Современные технологии в транспортном строительстве" (Варна, Болгария, 1987, 89, 91 г.г.), П Международном конгрессе по морской гидротехнике

(Гавана, Куба, 1989г.), научно-технической конференции "Утилизация промышленных отходов" л Москва, 1990 г.), II международной научно-технической конференции "Совершенствование •технологии

■ дноуглубления, подводной добычи и утилиоацик извлечешь го грунта" (С.-Петербург, 1993 г.) и др.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований неоднократно, докладывались на НТС.Черноморниипроекта, Союзмор-ниипроекта, Ленморниипроекта, объединений "Одесстрой", "Одесже-лезобетон" и "Одесагрострой", в Одесском инженерно-строительном институте, Одесском институте инженеров морского флота, . ' Одесском институте поьлаения квалификации специалистов водного'. транспорта.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертационной работа опубликованы в 62 работах. Ос'щиЯ список научных трудов автора составляет i03 наименования. По теме диссертации издано 3 монографии, 7 брошюр, получено 5 авторских свидетельств на изобретения. Более 80 % опубликованного материала написано лично • соискателем.

Объем и структура работы. Диссертационная работа а виде .научного доклада представляет собой краткое обобщенное изложение результатов самостоятельного научного исследования, ранее опубликованных в специальной литературе и отдельных изданиях автора, имеюврк важное значение для науки и практики. В научном докладе изложены технологические решения и разработки автора по двум блок-схемам: I - образование портовых территория с использова)ш-ем заиленных песчаных грунтов дноуглубления; 2 - технология производства силикатных строительных материалов с использованием в качестве исходного сырья илистых грунтов дноуглубления.

В части теоретических обоснований своих разработок автор опирался на труды извести»: ученых в области гидротехники, гидро-надава и обогащения нерудных материалов, (первый блок исследований), в области химической термодинамики силчкатов, технологии .керамики (второй блок исследований): А.Г. Аганбегяна, А.К. Бугрова, В.Б, Гурезича, A.B. Дегтярева, А.Н. Емельянова, В.И. Каминской, В.Д. Костикова, Г.М. Матвеев«., В.П. Иентакова, И.И. Мороза, P.M. Нар-бута, С.П. Онацкого, O.A. Петренко, С.И, Пустельникова, А.Д. Семенова, ГЛ. Смирнова, A.C. Старикова, Л.Н. Тацкого, С.Г. Тушинского, М.И. Хрусталева, О.Ю. Якшароп.

Содержание диссертации в виде научного доклада изложено на 5Э стр. машинописного текста, содержит ■ 3 рис., 4 табл.

2. теория И ПРАКТИКА УТИЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ

Извлекаемые при выполнении капитальных и ремонтно-эксплуа-гационных дноуглубительных работ груитц отличаются большой региональной разновидностью как по минеральному составу и структурным особенностям, так и по физико-технологическим свойствам. Из всего объема разрабатываемых грунтов лишь 4-6 % составляет "чистые" пески, которые можно использовать в строительстве без оо'огагцення и переработки. Около 15 % составляв? заиленные пески с больпш содержанием пылевидных и глинистых частиц.

Б практике известны передовые способы обогащения к фракционирования заиленных песков с цзльв использования их'в качестве заполнителей бетона (Сйнскуров Н.<5., i960; Болков, 1964; Слвсареико С.Д., 1968; Шадрин A.A., 1972; Хрусталев М.И., 1990).

Ббльцую часть извлеченных при дноуглублешч грунтов соста-. вяявт типичные лшано-иорские васокопластичныз или (глитшстиэ, суглинистые и супесчаные), которые использовать в строительных далях без переработки не представляется возможным.

■ 2.1. Подводный отвал (яампинг). В мировой практике нет опыта оптимальной переработки и рационального испольоования в строительства сыцутых при дноуглублении илистых грунтов. В этой связи они повсеместно сбрасиваэтся па подводные свалки (даыпинг). В зависимости от загрязненности грунта и способа отвала дампинг подразделяется на свободный, концентрированный, депозитный, котлованный и специальный. По месту отвала дампинг бывает мелководный .(прибрежный), глубоководный и виешельфовый.

Исследования влияния прибрежного дамшшга на окружающую с£мзду проводятся в различных странах с семидесятых годов.

Результаты наших наблюдений эа биогеохимией и осадко-накоплениши дельты р. Дунай вслед, твиз сброса под воду грунта при выполнении дноуглубительных работ зечлессскт снарядом подтвердились исследованиями Первой Международной экспедиции (I9P8 гJ, которая установила превышение по содержанию биогенных элементов и повышение мутности на 50- . 60$ для водо^-юв ^хозяйственного пользования и ирригации, на отдельных украинских и румынских участках устья р. Дунай, расположенных нике объектов дноуглубления, выполняемы:« на канале Прорса. Б этой связи с т989 г. но нашим рекомендациям грунты от дноуглубления э районе участков Ыабаш и Прорвин у клады в а»:" с я по специальной технологии в картах намыва береговых (островка?.гидроотвалов.

На-ли наблюдения и результаты аэрокосмических съемок загрязнений Одесского залива'в результате i. .»длментацки взвеси /19, 43, АЛ/ доказали, что глубоководный дачпинг ненамного снижает экологическое влияние на среду обитания фауны и флоры шельфа благодаря уносу .течением частиц взвеси,,.. Алеете с тем глубоководный дампинг существенно -увеличивает затраты на дноуглубительные работы и снижает рентабельность, неприспособленного к транспортированию на больиие расстояния дноуглубительного флота.

2.2. Береговой от г. л. Экологически и экономически выгодной альто,.'ЕНтявсй дампингу является береговой . .. • -отвал грунтов, регулируемых и укладываемых в картах намыва по специальной безотходной технологии, /2,V. '

Безотходная технология, принципиальная схема которой -призедена на рис. 2.1, обеспечивает полную 'или частичную утилизации вынутых грунтов с. минимальным антропогенгалл воздействием на окружающую среду.

СТР0СТ£ЕЬСТ30 И гКСХШТАЩЯ. пдргоз (.диоудублевае акваторий 5

■ftic.a.'C» «точ-ох^кй uor-wtsoHD" Ti'j.caojt3?a:i_yïira3an!i!i груктоа.

В основу технологического процесса дноуглубления и немыва грунтов в береговой отвал положен разработанный и апробированный на практике новый способ утилизации грунтов дноуглубления на водном транспорте, защищенный авторским свидетельством на изобретение /29/. Сущность технологического процесса по /29/ состоит, в следующем.

Разрабатываемые а акватории земснарядом грунты подаются в береговой отвал по схеме: "трюм грун'юэтвозиоП шаланды - депозит - станция перекачки - рефулерная станция". При расположении берегового гпдроотвала на расстоянии до 2 км от делозита схема упрощается за счет выполнения рефулерной станцией функции пере-. качки грунта из депозита. Береговой отвал грунтов состоит из нескольких карт и начыз осуществляется в каздую карту отдельны- ' ми слоями по схеме /2+1: 1,3,5.Л? ; 2,4,6..,^ + I. После сброса осветленной воды, естественной просушки и консолидации грунтов цикл повторяется /3,4,14,15,19,21/.

Технологическая схема берегового гидроотвала грунтов включает в себя известные процессы обезвреживания, обеззараживания и. сепарации (фракционирование) частиц грунтовой массы, в том числе извлечение ценных металлов (ноу-хау ЯШ№1Ш. В первой'зоне откладываются более крупные глинистые, суглинистые и песчаные частицы с битом ракушей. Во второй зоне (прудковая) аккумулируются илистые частицы размером ..энее 0,001 км. Мощность слоя намыва зависит от фракционного состава грунта и его основных физико-механических и реологических свойств (коэффициент разрыхления, коэффициент фильтрации, текучесть, ползучесть ..вязкость, структурируемое^ , уплотняемость и др.). Прогйоз степени консолидации, прочности и деформатизности грунтов осуществляется на основе реологических зависимостей, исследованию которых посвящены основные теоретические и экспериментальные исследования автора /1,3,4,10„£0/

Реаулудум лабораторий: исследованцХ а наодшк оаытоа на береговых отвалах в Пзном и Белгород-Дкестривском портах позволили выявить закономерности фракционирования частиц напаиваемой пульпы и зонирования при укладке, установить некоторые зависимости прочностных и деформационных харак- эристик, временные параметры /3,11, 12, 13/.

Апробированные на практике технологические гроцессы легли в основу нормативного документа /3 /, которым руководствуются специалисты водного транспорта при проектировании и осуществлении отвала грунтов на береговые зоны.

Следует отметить, что концепция.береговых отвалов грунтов при дноуглублении не является однозначной и бесспорной. Берего- ■ вой отвал грунтов обклевывается как с позиции экономики с учетом необходимости утилизации бросовых грунтов, так и с позиции экологии с учетом гидродинамики береговой зоны ч в цело;.; охраны . экосистемы "море - суша". При этом вынутый грунт рассматривается как полезное ископаемое, разработка которого должна окупаться использованием его в народном хозяйстве,и как отход при выполне-'нии дноуглубительных работу который необходимо утилизировать.

2.3. Создание искусственных территорий с использованием •грунтов при дноуглублении. В последнее время у нас и за'рубежом все больше внимания обращается на факторы, влияющие на окружающую среду и особенно на фактор антропогенной седиментации

водоемов.__________________

, Специальная технология намыва ж укладки грунтов до /Ч и 29./ ясзьоиу? образовав дав осдоаше аоан с згцлк :<фнода мя нах ха~ ракгарьб-гадг-ок. груатоз. дй разработка аоучно обоспсипно" гв.гао-логиа ултзаювш гр/атоз дноуглублсаая изучалась рвояогачеохав cso2o?sr грунтов ( tmoo-T^oíoa, .пклаганоиа, ползучестз, упрочнение^. нвавдтаиавЗ структур« (донные отложения) и груптоа nepaoíl а второй (йК'козгя) »он /1,3,10,00,41/. • .

2.3.1. Реологические свойства донных отложений. Для разработки технологии образования псртсЕ.^х территорий необходимо установить теоретические и экспериментальные зависимости параметры структурирования, консолидации и упрочнения скелета грунта.

'• Лабораторнче и натурные исследования автора выявили некоторые функциональные зависимости прочностных и деформационных свойств намыв? их гр/нтоп, на осиоце которых разработаны технологические процессы поэтапного создания портовой торритории'и методика прогноза строительных свойств грунтов, слагающих оти территории. ■

На первом этапе, при естественной консолидации, грунт достигает прочности, достаточной для выполнения работы механизмов по дальнейшему уплотнению грунтов на втором этапе. 3 результате исследования грунтов в отвалах Южного, Белгород-Днестровского портов, на опытных площадках в Одессе, Николаеве и на Кубе (План-та-Механика) установлены характерные кривые ползучести, некоторые из которых приведены на рис. 2.2. 3 процессе консолидации грунт проходит стадии текучего, пластичного и скрыто текучзплас-тичного состояния.

На первом этапе грунт находится™ текучем состоянии, сцепление грунта складывается из сцеплений связности водно-коллоид-нсй природы; поэтому деформация сдвига имеет обратимый характер. На данном этапе в грунт_ проявляются свойства интенсивного "за-студевания", присущие коагуляционшм тиксотрспным структурам (П.Л. Ребиндер, 1956). При незначительном изменении касательного напряжения % во времени к при постоянном нормальном

К *

напряжении ( Рэф = 8 ' 10 Па) ползучесть интенсивно затухает, . а деформация сдвига стремится к стабилизации. Скорость структурирования, набора прочности скелета грунта и его компактного уплотнения зависит от природных физино-мгханичесхих характеристик.

Лиг3«/-

3 00

•'Г п

10 -20 З^ 40 50 60 70 £0 9 0 1 0.0 110 1 20^ СУТКИ

Рис.2.2. ТЕХсогропгг (золь-—гель) груитово" системы в карте намыва берегогого гидроогаала, характер развдтая сдвиговой во времена л А »¿Тг 5 „^

0.1 0.2 0.3 0А 0.5 0.6 0.7 СЛ 09 1.0 11 1.2 ь.Ю5Да>.

Р^с.2.3. джгельися деформация <пвдга (при Р^-согутсчта) ■ кааэаддлагангноГ системы (грунт днугл. из берегового, тадро-' отавла Цзного порта4 ' ^

Характерными реологическими кривыми здесь являются I и 2, при которых проявляется прогрессирующая ползучесть; 5 и б, при которых ползучесть затухает, деформация стабилизируется..

Длительная деформация во времени в условиях напряженного состояния образе"' (попзучость) приведена на рис. 2.3. Илисто-глинистый грунт высокой пластичности (42,7 %) и высокой влажности (63 п^оявля^г сопротивление на сдвиг лишь на 12 сутки (кр. I), кр. 2...б соответственно на 17,22,25,28 и 31 сутки.

С позиции реологических кривых коагуллционная структура грунта переходит от тиксотропноГ структурированной жидкости к тиксотропноП твердоо^разней структуре (П.5. Овчинников,- 1983).

Очевидно, что в начальный период после нймква грунт находится в состоянии ползучести и условие его."работы" под-воздействием нормального и сдвигающего напряжений во времени теоретически выразится следующим критерием ползучести

(2.D

Несмотря на наличие структурной связности 4 0, 'am любом сколько-нибудь малом значении ^ структурная прочность и не- • сущая способность незначительны. Поэтому для прогнозирования реологических свойств намывного грунта принято такое условие его работы под'эффективной нагрузкой, которое исключает возможность развития ползучести

'(2.2)

При этом, в отличие от классической теории (H.H. Маслов, 1984)

'tt* не является порогом ползучести вследствие разрушения структурных связей некоторым сдвигающим напряжением, а является пределом прочности, при котором намывной грунт переходит в состояние равновесия вследствие восстановления (структурирование) и упрочнения разруиенных земснарядами структурных связей.

Хб

Переход упрочненного грунта в состояние ползучести теоретически возможен будет лишь при сдвиге некоторым пределом начального напряжения L ¿^ , при котором непогшенная структурной прочностью Рстр (активная) часть касательного напряжения Т*гО

Т^-ЯЛ « > (2-3)

где Zc - общее сцепление грунта, состоящее из коллоидного сцепления связности Си и удельного сцепления грунта С

• : Z'-T-V^i (2.4)

= <e+Zc). (2.5)

Поскольку m(Р}р ¡Щр, t, ^c,fid)> то теоретически на про-

цесс упрочнения структуры намывных грунтов можнр влиять путем повышения вязкости, плотности, увеличения длительности воздействия нормального напряжения. Практически на интенсивность процесса консолидации (затухание ползучести, стабилизация-деформации сдвига) существенное влияние оказывает интенсивность фильтрационного потока (обезг икивание), время, внешняя нагрузка, если .of спечивается

условие Т^ Т-'&т

• - * ■ 1 .

3.Яу'Оценка прочности грунтов r позиции рвологичвпкиу пл-

'внпи-|ротрй. Учитывая, что нормальное вертикальное напряжение на

глубине 3. грунтовой толцн Рцбудет определяться массой ^

(ве?) вьшэлежацих слоев грунта, прнгрузки,-сооружения и пр.

• ' : ' (2.6) Кооффщйен? времени уплотнения грута -

гда ^ - динамическая вязкость при const.

Относительная скорость смещения (деформация) по поверхности

слоя намыва при £ "О

% = ■ <2-8) ■

Выражения (2.7) и (2.8)- отвечают условиям пластичных грунтов при "О. ■ 'После опту, лаль: го срока консолидации намытого слоя при : получим

^ = П. . ' (2.9)

Г3. * Т 71 ^-, (2.10)

«ЛН

при £=0 . г _ (Рзфл & У + Цс) / ' (2.12)

ч а •

. Динамическая вязкость намывных грунтов является функцией основного фактора консолидация ¿¡^ , она изменяется с изменением во времени влажности грунта Ь/, плотности р^ с проявлением "'коллоидных процессов т'кксотропной системы; Заменив динамическою вязкость Ц -на величину функционально'связанную с. консолидацией V •/запишем (2.8) в ввде •

Т »

, % №-*) (2ЛЗ) • Ч, ■

г~ (р%!9 <е ^ • (2Л4) Скорость деформации на поверхности грунтовой толщи выразится

■'г*

Продифференцировав уравнения (2.9)...(2.16) по 3 получил для грунтовой толщи искусственной территории

¿-=-£—<¡¿2. (2Л7) -

Для скорости деформации на поверхности грунтовой толщи

' 4 {у <е+2с) и (2Л8)'

' г п^.

и в общем виде

т ч

(2.19)

В напих рекомендациях /3/ приведена методика расчета мощности слоя намыва. • .

'Мощность каждого слоя соответствует экспоненциальной зависимости прочности грунтов в подошве намытого слоя , проч- . ности грунтов в лодошве активного слоя (зона сжатия) Г^ от влажности на границе текучести

А -1,5(0,91-*хр ^к./ (2.20)

_ где а - угловой коэффициент принимаемый равным б кПа,

.; . / % - & + 36(0,90 , (2.21) .

.где. & - коэффициент, принимаемый равным 4,54.

Мощность активного слоя (зона убадки) М» искусственной территории определяется по формуле , ' ■ •

, / Н$-0,ч +15(цог-Ю ;7. (2-2г) V

• а суммарная мощность намытых .грунтов определяется показателя^ ыа объеыа намытого груйта и площади карты намыва £

Период и езду окончанием наадава адыдущего слоя и началом

нлиивА следупа?его опоя установлен экспериментальными исследова.-.

■шямй и соответствует 8..„12 мес. Указанные периоды определены цлп районов, где значения испаряемоем превышает осадки соответственно на 300..„100 мм в год. Для сокращения технологического пере- • рава и обеспечения беспрерывной работы устраиваются не менее 3-х' терт И намыв осуществляется поочередно в каждой карте по приведен-. чой схеме I. На ряс.2.4 праведен эксперсяент&шш") гра? ПК'¡у^.,/) В разработанной нами РД 31.31.50-88 прочность грунтов искусс-у* гвенной территории на глубине 5 _ в пределах активного слоя (зона сжатия) определяется по формуле

Технология послойной укладки позволяет создавать на первом' этапе искусственную -территория с прочностью намытых грунтов . 10... 14 кПа и допускаемьм давлением 50...80 кПа.

Повышение несущей способности намытых грунтов искусственной • тортовой территории на втором этапе может осуществляться временной нагружающей насыпью с дренированием или уплотнённее грунтов погрукением распорных -блоков .специальной конструкции. • .

Уплотнение грунтов зрененноЯ насыпью _(первый способ) обусловлено массой, материала пригрузки и степ пью консолидации намытых грунтов. Высота насыпи определяется в зависимости от удельного веса грунта, слагающего насыпь '( ^ =16 кН/и3) и.прочности намытых грунтов в консолидируемом состоянии

где - прочность намытых грунтоь в консолидируемом состоянии

при вертикальном давлении Рщ- КО кПа равна

Yl 'Om.u

o.e 0.6 0s4

0,2 0

ft";

• 0,9

-i" '^'vJjl

I

"Ы;

a

50

100 1 bQ 200 :2SD 300 T. сутки

Рис. .2 .4. Зксдерклбнаальяк*4 график интенсйЕности консоли- " дации грунтов дноуглубления в береговом отвале при ' , создшши аскусстЕснис" портоао? терраторси tùw^jL^T ])■ ^

.5.'Рвочетная охеиа к решению ,oüoa»hhoä аадачи оиредоедася ивоусей onöüoöHpop уароаавшик ооиоваш? берогоацх'йдаадР а тадро^ехяичвовдх сооруаей&Я4

7Т1 - угловой коэффициент, определяемый по формуле

Деформации грунтов искусственной территории загруженной временной насыпью J^ обусловлены конечной осадкой территории •^оо и степенью консолидации и. > зависящего от функции кон-

Оо

солидации

^ « U £

оо

К

(2.28) (2.29)

(при а =0,1, Ж= 0,02; при ¿¿= 0,2, Ж= 0,0В; при «=0,3, У/= 0,17... при и - 0,25, Ж= 2,80).

Конечная осадка территории ^^ определяется по формуле .

г _ зРН*

■ (2.30)

~ зЕу '

где. - модуль объемной деформации.

' Сущность второго способа состоит в уплотнении .консолидированных грунтов при погружении ¡зубчатого блока копром или вибропогружателем» Вокруг блока при погружении образуется развитое уплотненное прунтовое ядро, в пределах■которого повышается несущая способность основания.

Целенаправленные лабораторные исследования намывных и насып-' ных структурно-неустойчивых грунтов проводились в лотке с перед- -ней стеклянной стенкой по методу Курдшова. Натурные опыты выпол-' няллсь на полигоне ОИСИ, на создаваемой искусственной территории ' в районе реки Караекал (Куба), отвалах в Белгород-Днестровском; и Юеном портах. , ■_■',.'

2.3.3. Оценка несущей способности уплотненных оснований Выполненные модельные исследования в лотке позволили установить экспериментальную зависимость объема уплотняемой зоны от_.

объамг1°иаплогности грунта стабилизированной искусственной терри-

ъ -

(2.31)

где числитель - масса уплотненного грунта в объеме, блока, а знаменатель - разность плотностей в пределах объема зоны уплотнения.

Объем уплотненной зоны находится в линейной зависимости о? объемной осадки ^ , равной произведению конечной осадки на площадь, погружаемой части' блока .

м ■■ -л-% . ■ : / ,р-ч: -.

Статистические данные модельных и натурных, опытов позволили определить оптимальные.лределы взаимного влияния активных зон при погружении клиновидных или зубчатых бтоков. Плотность грунта Рд в горизонтальном направлении по оси соответствует экспоненциальной зависимости и может быть аппроксимирована уравнением

' г \ ' -В(х-в) ;

.. . . (2.зз) •

гдв' (X - коэффициент, зависящий от начальной и конечной {установившейся при консолидации) плотности грунта

• - коэффициент ^ зависящий'от плотности и" влажности кон-

солидированного грунта и характеризующий изменение коэффициента:' с удаленней от боковой поверхности блока; . ; ' : . ■

• > 8 - ширина верхней граня блока. р'а ~йтрд ; а ~ра ч Для стабилизированных в береговом отвале н—вшшх грунтов морского днйуг^ублення значения коэффициента. О. находятся в диа-паз.ояо Ф,'4Х0. ;.0,210, 4 цовффтрюнг '. 8 - 3,1. . Л ,3 при значении . йор-уватоетенно 'р/м3^^ .-'•г'.

■^евидно, «^о'при высоте блока Д * % м масса твердой фазы

сухого грунта & в цилиндрическом объеме, равном $1 выразится . . .

¿Г ^ хс1эс , (2.34)

в

где 1 • - расстояние от блока по оси х до границы уплотнен. , ' ноР зоны:

Пгсле интегрирования и преобразования получим радиус уплотненной 50КЫ • • /

р -В IЯгЛ)

Технология уплотнения слабых грунтов предусматривает варианты. погружения блока-лидера с последующим извлечением его и заполнением образованной полости песком, ¡цебнеи или бетоном, а так-"'же погружения рабочего блока в проектное полокг-тие.^Д

Расчет несущей способности уплотненных искусственных основа-кий производится по теории продельного равновесия (на боковой наклонной поверхности блока) и по теории линейно-деформируемой среды по .условной подошве). "

В принятом соотношении размеров боковой поверхности блока к его подошвы (2:1, 2,5:1) несущая способность основания на боковой поверхности имеет реяасщее значение.

На рис2>,5. приведена расчетная: схема репения смешанной задача. Несущая способность по боковой поверхности наклонной стен- _ ки Фб определяется исходя из предельного равновесия грунтсв, равнодействующая отпора грунта Е^ обусловлена положением объемлющей поверхности скольжения АВСД (см.Рзо.З.,Л.

Фа- "EnP *in (ce +<?); (2.37)

p 9, -m (p + Q)

n COS/)-*in ' ' . (2.38)

где P - средний периметр блока p = 2 (

p - вспомогательная величина. ■ fi - ^ • •

г г''

<т» - масса (вес) зон скольж^

- масса (вес) зон скольжения; ,• ol - угол наклока боковой грани блока; ji - угол наклона к горизонтали реактивных давлений по ■ поверхности логарифмической спирали.'

Деформация (осадка), соответствующая давлению по боковой поверхности определяется с помощью-коэффициента жесткости (коэффициента постели). ;

Статические и' динамические испытания грунтов в лотке по ме-, тоду Курдомова показали полнее отсутствие пластических деформаций в основании модели, что отвечает хорошему совпадению результатов .применения теории упругости с действительным распределением напряг ,'жений в грунта. При отом соблюдается условие, чтово шех точках . угол отклонения полного напряжения cíp всегда меньше угле, внутреннего трения Нп c¿p din fy.

После интегрирования функции напряжений для равномерно распределенной нагрузки по прямоугольнику в веде ¡

Используя компонент перемещения Б.Г; Галеркина под центром

пдосади яагружвния Bf в виде - 5

/(2.40)

получим значение интенсивности давления , соответствующей ее единичной осадке

1Г 0 -1») ) 3,525д, (1-^) В,

^ ШС "

(2.41)

(2.42)

У 3,525(1 '

где .- текущие координаты приложения нагрузки;

Х) у^З ~ координаты 1"очки; у?/ - коэффициент Пуассона.

Зная допустимую конечную деформацию (осадка) $ос несущую способность грунта по подошве можно определить из . условия

Расчет оснований гидротехнических сооружений на искусственной территории выполняется ¿ак аналитическим методом, так и графическими приемами с учетом воздействия фильтрационных сил Р

. Направление фильтрационной силы принимается' п<з касательной к линии фильтрационного потока в центре тяжести участка, а величина ее находится по формуле ; _

- ' К Г* ^ 3 ' (2.44)

где ^ - удельшй вес воды;

(ж - средний гр ;иент фильтрационного потока; . 1 .1 . Л - площадь участка.

Графический ..расчет осуществляется .по методу ВНШГ (П. Д. Ев-, докимов, 1956), аналитический расчет осуществляется с помощью безразмерных коэффициентов для определения разрушающей нагрузки -. (П.1!. Яковлев, 1966). .

2.4. Теоретические и экспериментальные основы комплексной технологии утилизации грунтов. Научно обоснованная и апробированная на практике технология позволяет создавать искусственные портовые территории с достаточной для производственных целей прочностью намытых грунтов. Многолетние наблюдения за эксплуатацией берегового отвала в Белгород-Днестровском пррту и за осечками по- ■ строенных на нем зданий не выявили недопустимых д*. формаций. Однако наиболее существенным фактором, сдерживаащим применение берегового отвала грунтов, извлекаемых при строительстве и эксплуатации порто выявлялось отсутствие технологии утилизации грунтов илистой фракции, аккумулируемых в прудковсй зоне.

• Для решения проблемы ограничения объема дампинга необходимо было разработать комплексную' безотходную технологи» утилизации вынутых грунтов..

Технология послойной укладки грунтов и способы консолидации 6 картах намыва позволяет уже на первом этапе получить однородную и гомогенную массу, пригодную для производства.строительных материалов .путем обжига при высокоЧ температуре. Причем, как показали химические и термодинамические исследования донных отложений несмотря на различия в грайсоставе и физико-механических свойст- ' . вах,.по своему силикатному составу и пиропластическим качествам весь объем извлекаемых при дноуглублении грунтов может быть использован как ценное сырье для'производства строительной керамики.

Проблема утилизации отходов дноуглубительных работ упрощается, однотипностью донных илистых отложений с классическим глинистым ' сырьем. Вместе с ггеу, как по составу, так и по пиросиликатным свойствам; илистые грунты имеют свои специфические особенности, •' в оснсмгац из-за поеыиениого содержания'морских солей, органики С С<г^)Г ) м других соет&г.лящик. Кроме ¿ого, как отмечают иэвёст-7-го ученые в области химической термодинамики (Г.М. Матвеев и др.

156С) несмотря на го, что исследованиями псес:дон:ш г.1:;'.!! при термообработке занимались многие отечественные (СНГ) и зору беглые ученые и проблеме технологий керамики посветсю бодыаов количество работ, до сщ пор нет полной ясности з вопросах о тем, какие . процессы вызыват? термические эК^кты, наб.'.вдлс.ыо на кривых термического анализа.

С учетом ;'соб=.Нг!остэ?. агрегатного к химического (силикатного) состава илистого сырья автором проведены (с у*;астисм сотрудников Я1Л С'ГУ, }Ц"!С7Р0'.! л НЛКерам^кт). исс.*к*цования многочисленных проб

ИЛИСТЫХ ОТ.К'Н--е!Г.!Й .

3 основу безотходной технологии положена теория химической термодинамики (З.П. Еабуакмн, Г.'!. Матвеев, 19Ьй) и строительной керамики (П.И, .Мороз, Г984; С .П. Снацки?., -19СО и др.). Примсняе-мый метод исследования химической термодинамики позволяет теоретически анализировать с помоцью уравнений второго начала данные энтальпии и энтропии вещества, температуры фазовых превращений, другие термические константы и практически использовать при термоподготовке и обжиге. сырца-. "

Лабораторные и опытно-промышленные исследования дошагс отложений показали,- что"наиболее эффективней является технология пористых заполнителей для легких бетонов и гидроизоляции (кералит).

Наиболее близкой для производства кералкта путем переработки и обкига илистых грунтоь лвлястся силикатная технология (реакции спекания керамики), для которой характерны физико-химические процессы, протекающие в кристаллической и яидкей (расплав) фазах при сравнительно высоких температурах те^моподгоТовки .и обжига.

Согласно классификация химической термодинамики реакций силикатных систем грунты дноуглубления по своему силикатному составу относятся к сырьевым "материалам, которым свойственны' комбинированные реакции, т.е. реакции с участием газообразных продуктов, •

реакции с участием расплавов и реакции гидратации. В процессе термоподгоговки и обжига они проходят реакции с участием твердых, жидких и газообразных фаз.

Исследования пиросиликаткых свойств донных отложений показали, чтб их можно использовать в качестве исходного сырья практически на всех объектах дноуглубления с выполнением в отдельных случаях несложных работ по сепарированию (отделение, например, ракуши, ценных металлов и пр;), обезвреживанию и обеззараживанию. Это позволило автору вцдвинуть и научно обосновать концепцию комплексной безотходной технологии утилизации грунтов дноуглубления. Комплексная технология предусматривает утилизацию всего объема грунтов. В нашем случае термин "утилизация* включаем метод полного использования отходов дноуглубительных работ (переработка нетоварного вцца грунтов), который обеспечивает снижение объемов димпинга и охрану водных экосистем.

Результаты выполненных .исследований по программе первого блока позволяют сделать следующие краткие выводи по второму разделу.

Донные отложения, имеющие в природном состоянии относительно устойчивые структурные связи, проявлю? высокую.сжимаемость (уп-лотняемость) и непрерывное изменение несущей способности образца под воздействием портальных напряжений. Материалы морского дноуглубления в основном относятся к супесчаным, суглинистым и глинистым грунтгч, обладающим характерными реологическими особенностями самопроизвольно восстанавливать надмолекулярные структурные связи, разрушенные земснарядами;

В начальный период консолидации грунт находится в текучем состоянии, у = 0-и ¿7= 0, а Су 1 0 водно-коллоидной природы не оказывает существенного сопротивления сдвигающим напряжениям.

Под влиянием фильтрационных сил при отжатии поровой воды, в результате проявления тиксотропии и коллоидного синерезиса

повышается вязкость и происходит интенсивный процесс стр„ктурооб-разования и упрочнения скелета'грунта, прогрессирующая ползучесть затухает, а деформация сдвигу стабилизируется.

В-процессе кснсоглдации грунт проходит стадии вязкотекучего, пластично вязкотекучего и скрыто пластичного состояния. С уменьшением влажности 'Проходит естественный процесс уплотнения и перехода от коагуляционной структуры к конденсационной.

Выполненные лабораторные и полевые исследования подтвердили теоретические предпосылки о воз-,ложности создания портовых территорий с использованием грунтов дноуглубления.

Образование искусственной территория производится в два этапа. На первом этапе- при естественной консолидации грунтов создается искусственная территория на всей площади карты намыва с прочностью стабилизированной толщи грунта =8...12 кПа с допускаемым давлением З^эф =40,..50 кПа.

Прочность (сопротивление сдвигу) грунта на пзрвом этапе оценивается с позиций реологических кривых.

Для второго этапа автором разработана.технология эффективного уплотнения намывных грунтов, сущность'которой состоит в применении забивных блоков уплотнения специальной конструкции.

Оценка несущей способности искусственного основания осуществляется решением смешанной задачи по теории предельного состояния грунтов и теории линейно-деформируемой среды.

ч • -

Несмотря на внешнюю Громоздкость полученных формул, построен. шй в простом виде алгоритм и программа позволяют выполнить инженерный расчет на ЭЕМ с использованием экспериментальных зависимостей уплотненной зоны, приведенных в работах .автора ДО...15, 18/, '

' ' - .

Проектирование и возведение береговых отвалов и образование ' искусственных территорий регламентируется нормативными требовани-V- ми РД /3/.

3. ЖСЛЕДОВЛЖЕ СОСТАВА 11 СВОГлЛа ДОНКИХ ОТДОЕНЫ

Ввиду расхождения мнения некоторых ученых о воздействии бросовых грунтов при дампинге на водной среду, об экологической и экономической целесообразности берегового их отвала и отсутствия опыта эффективной переработки (утилизации/ необходимо было полують достоверкуэ информацию и дать объективную оценку доннкм отложениям с позиций исходного сыр^я для производства строительной керамики.

С этой целью были выполнены комплексные исследования ыинерало-пзтрографического и химического состава, физико-механических и термических свойств отложений на многочисленных объектах дноуглубления Одесского, Юкного, Петербургского, Белгород-Днестровского, Усгь-ДукаПск'ого, Мариупольского и др. портов Черноморского, Азовского и Балтийского бассейнов, а также на отдельных участках прибрежных и глубоководных сбро-■ сов грунтов.

В банк исходных данных /48/ заложены результаты комплексны;': исследований, позволяхифн с достаточной для практики' точностью, с аримзнешем автоматизированной программы,-пр .гнозиро-' вать технологические параметры образования искусственных территорий, запасы исходного сырья и физико-механические характеристики керамических материалов.. .

Илистое сырье оценивается минерало-патрографической характеристикой, содержанием основных химических составляющих, покэателями физических, и технологических свойств, радиационной характеристикой. .

_ЗЛ. ¡¿ииерало-петро. ?афическь.п характеристика (ШХ, дон-ик отяоиений. В состав ИПХ вхОдпт д- ные происхождения

Таблица 3.1

Результаты химического анализа илистых грунтов . (ликатный состав)

Наименование химических • составляющих

(результаты рентгено-спектрального анализа)

Уесто отбора проб илистых'грунтов и содержанке основных химических составлявших, % по массе

к—й

т а.

<и о

СЗЧЭ

ч о 3 к

а

о а

I «я^-О « С»

а. о а

ОПР с, о о

(Ч р,

б, н • иоа

Ф о • йчэ

С1

м ч

I а

л к о . но« о« в !>»2 й ж ¡в

• йо пч^.

в - ?

ьо-

р-н а сз

•аЗ

и

о 5

«д

а *

Требования к глинистому с ирьи ГОСТ 9757-90 ТУ 21-0284739 12-90

Диоксид кремния

Сумма оксидов алюминия и титана

Сумма оксидов яелеза

Оксид кальция

Оксид магния с ^

Сера в пересчете на

Суша оксидов калия и натрия

59.2

17.3

5.2

5,5 3,0

1.3 3,2

71,3

[5,6

2,8

2,5 1,2

0,5 1,5

64,2

12,7

5.0

2.1

1,0 3,0

53,0.

15,8

7,0

5,0 3,0

2,4 10,0

69,2

7.4

3,6.

7.0 1,3

1.0

3.1

не более. 70,0

10-25

2,5-12,0.

не более 6,0 ,

не более 4,0. .

не более •1,5

1,5-6,0

1

составу очень близки к составу легкоплавких глин - традиционному сырью для производства строительной керамики (см. табл.3.1).

Илистые грунта, послойно уложенные и просушенные до формовочной влажности в каргах намыва, имеют свои специфические.особенности (однородность состава,' высокая пластичность и др.), исключающие процессы сложной переработки (гомогенизация) м позволяющие отнести их к ценному алюмосиликатному сырью. Для окончательной оценки, экспериментального обоснования и реализации выдвинутой айтором концрпции безотходной технологии утилизации грунтов дноуглубления необходимо исследовать физико-химические пр ;ессы, происходящие при их тердичрскоП обработке, и технологические свойства.

Попытка рационального использования илов делалась отечественными и зарубежными ученье.«! с пятидесятых годов (Е.Д. ЗаЯцева-1962, С. Вольфке - 1969, I.H.. Тацки - 1970, Б.Н. Виноградов -1972, С. Ресс - 1980, Й..Уолтер - 1981, A.A. Кучеренко - 1988 и другие). Бее они ограничивались лабораторными исследованиями и предлагали применять илы в качество органо-минеральной до- . бавки, '

В отчетах инженерного корпуса Военно-морского департамента CfM по исследованиям воздействия вт.угцх грунтов на окружающую среду г.иводятся данные о попытках использования грунтов дноуглубления в строительстве.. ' .

В публикациях втого инженерного корпуса "Полезное использование вынутых грунтов™ (I9G7) и "Дноуглубительные работы прино-г сят пользу птицам" (1989) представлены данные об использовании вынутых грунтов в основном на засыпках 'и в образовании искусственных территорий.

Полная обзорная информация и результаты глубоких патентных

исследований приведены в работах автора /19, 24, 44/,

В мировой практике нет опыта промышленной утилизация вынутых при дноуглублении грунтсв. Такое положение, по мнению автора, объясняется недостаточностью данных о термических свойствах клов. '

3.3. Термические свойства донных отложенийГ В поисках научно-обоснованной технологии утилизации вынутых грунтов автором выполнен комплекс лабораторных исследований в шахтной печи ШЛ-1, в обжиговой лабораторной печи ОС -333, в муфельных печах;, опытно-промышленных испытаний в печи ПВ 2,5x40 С в гильзах) и заводских опытов во врацащэйся лромылленной печи облига. Изучены.физико-химические процессы газовыделения, образования пиропластической массы и вспучивания,. выявлено функциональные зависимости этих процессов от состаза и свойств илов /19, 22, 24, 25, 30/.

Ввиду большого сходства тзрмограмм, приведенных . __'v /1,4/ и результатов термических исследований, отобранных проб илистых отложений различных рэгионов, ограничимся общин описанием результатов. Еместе с тем, для качественной сцеккй илистых грунтов с целью определения возможности их утилизации должен быть дифференцированный подход с учетом региональных условий и особенностей 1Я1Х.

Термический анализ проводился по' кривым иагревайия.и рентгенографически»^ методом, по термогравиенетрлческой кривой.

Ка всех термогралгмах обнаружен^ характерные эндотермически з эффекты ддя хшов" • значительные эндо эффекты с кагссиму-.мами при температурах 100...125°, 530...580°С и незначительные-при температурах 840...900°С. Экзотермические эффекты наблюдались при температур 950.., 1010°, • Ш5... 3120°С. Термограмкы всех проб указывают ка присутствие монтмориллонита, гидрослвд

. и аморфных веществ, По данным лабораторных исследований установлено, что при нагревании шихты до 300°С.происходит потеря адсорбционной мекслоевой и молекулярной вода монтмориллонита и гидрослады. В этом интервале температуры происходит'диссоциация сульфатов. :

В интервале теапературы 500.,.700°С происходит удаление -гидроксильной воды при.разрушении решетки монтмориллонита и гкдрослоды. Диссоциация карбонатов кальция, магния, железа и марганца начинается тогда, когда ее упругость превышает парциальное давление углекислоты, находящейся в газовой среде. Значительный по силе зндоэффект получается при диссоциации кальцита (^00,. .8Ю°С). • . ■

(СаСОг,^ СаО+ей^)I. ■ (3.1)

, При быст'роы.нагревании реакция разложения карбонатов смещается в область более высоких температур. Быстрый обжиг при температуре-1100...И50°С высвобождает оставшуюся часть конституционной воды, парообразная фаза которой вспучивает размягченную пиропластичеоку» массу. В этом интервале температуры происходит полная диссоциация карбонатов и оксида келеза, разрушается кристаллическая решетка алюмосиликатов к происходит кристаллизация новых фаз из аморфных продуктез распада минералов.

Вязкий пиропластический расплав алюмосиликатов н газообразные выгорающие продукты развивают внутреннее давление, необходимое для вспучивания илистой массы.

Вспучиваемость илистого сырья протекает в бо~ее короткий период и при более низкой температуре* (П50.,.1Г70°С) по сравнению с легкоплавкими глинами.

Пользуясь классической методикой для глинистого сырья (И.И. Мороз, 1980) автором определены обобщенные поля вспучивания,

приведенные на рис. 3.3. Результата рентгено-спектралы.аК силикатных анализов нанесены натреугольную диаграмму.

Здесь уместно отметить, что автором исследовались и континентальные глины, и дончые илистые отлсяения Причерноморья с целью создания технологических процессов безотходного производства строительной керамики с использованием илов в качестве исходного сырья или органо-шшеральной добавки. Получеш опытные партии кирпича, черепиц«, облицовочной плитки,■грунтоблоков бепоб.тагового сухого прессования и пористые заполнители /22, 33, 43, 44, 50 , 52/. Однако более эффективной является технология пористых залолштелеД. В отличие от керамических изделий (кирпич, облицовочная плитка), получаемых при медленной термоподготовке и более низкой температура обяига (900.. Л000°С) в заполнителях, получаемых, д печах • . при более высокой температуре и быстром обаиге, растворимые соли не мигрируют на поверхность. Они сохраняются внутри размягченной массы (расплава) ила вместеД; другими примесями и Конституционной водой и явля-: втся поставщиками газообразных продуктов разложения, а также принимают участие в процессах-порообразования.

■ Содержание морских солей, органических примесей и алюмо-ёиликатных минералов, а также однородность состава и МПХ Илов позволяют разместить их в первое поле с хорошей естественной вспучиваемоотью. Практически все пробы.поверхностных илов по результатам термической; обработки- и рентгено-спектрального анализа входят в области хорошей всцучиваемости (см. рис; 3.3)

На основе результатов термических исследований донных отложений определены' некоторые зависимости качественны«, характеристик от временных и температурных параметров, позволяющие разработать технологический регламент промышленного производства

Рис.3,3 Диаграмма результатов спектрального анализа (по И-Й.Маслову - 1980} . • ;

I - поле естественного вспучивания илов; Л - поле слабого вспучивания (Орл. г д и и л).

Рис. ЗА. .Экспериментальный график лабораторных определний зависимости, температурного . интерзала вспучиваемости и плотности .гранул от вида сы^ья н температуры обжига. I - глинистое сырье; 2-4 - листов сырье.

кералита. На рис. 3.4 показана зависимость плотности гранул кералита от температуры обжига, на рис. 3.5 приведен график определения температурного интервала вспучивания. -

Результаты исследования термических свойств донных отложений, пироко освещенных в публикациях автора./19, 27... 38 42...44/, позволяют сделать следующие вывода. '

При производств.1 искусственных заполнителей вспучивание происходит за счет размягченной пиропластической массы газообразной фазой. Илистый материал при температуре П50..Л175°3 -вспучивается, когда его пиропласгическая масса приведена в состояние оптимального размягчения и выделяемые газообразные прг-укты производят работу его расдаретш.,

Вспучиваемость сырьевой илистой массы определяется интервалом температуры, внутри которого происходит уменьшение кристаллической и нарастание жидкой фазы, т.е. Интервал перехода материала из твердого в пиропдастическое состояние. Этот-интервал для илов, определенный в диапазоне температур 1150-1170°С, значительно ниже интервала для легкоплавких глин (П70..Л?00°С), что способствует сокращению энергозатрат.. Степень вспучиваемости определяется отношением объема вспученной массы к объему абсо*лютно сухого сырца и колеблется от 2,5 до 5 и более. Применительно к морским илам коэффициент вспучив-змости выразится отношением плотности в. куске опытной, пробы заполнителя к плотности пробы сухого ила, взятой в прудковой зоне берегового гядроотвала (карьер илистого сырья).

Опытами ь лабораторной и промышленной печах обяшга при • предварительном нагреве (200-500°С), термоподготовке (500-Ю50°С) и обжиге (1100, 1150, 1170, 1180 и 1200°С) установлены основные экспериментальные зависимости вспучиваемости и качества заполнителя от химических составляющих и свойств илистого исходного сырья.

Рис.ЗД График определения гемпературярго интервала вспучивания илистых грунтов

-* кривые йспучивания глинистого сырьяСпо

данным НИИкерамаига} ; '. ' ----> кривые вспучивания илистого сырья '

4А

Теоретической и практической основой технологии кералита является вспучиваеаость сырца.. Экспериментально установлено СИ.И. Мороз, 1986), что для увеличения сырца в 3 раза и получения вспученного ыатериала с объемной массой в куске 0,6 г/см3 требуется газа 0,022 3 по массе, или 220 г на ! т сырья.

Кая показали лабораторные и одагно-проышленные исследования достаточное количество газообразных продуктов в илистом сырье получается прежде всего за счет сгорания органических примесей, которых в илах любых иестороздегай достаточно. >

С позиции химической термодинамики технология кералита основана на реакциях превращения каолинита при нагревании.

реакции разложения каолинита при нагревании Теоретически и экспериментально (Г.М. Матвеев, 1966).установлено, что в кристаллическом отнопении наиболее вероятным является перевод каолинита в мегакаолин. Это превращение становится возможным уже ири температуре 580-620°С. Установлено большое влияние на прочность кералита образований муллита (Зз^Дд, • )этой связи важно было рассмотреть реакция превращения метакаолинита в муллит. Пр рассмотрении возможных реакций, превращения каоли- ,. нита наиболее устойчивой сказалась реакция^^^.^//Я ¿? |

Муллит повышает не только прочностные показатели кералита, но и его водостойкость, морозостойкость и другие физико-механические показатели. Муллит образуется в результате эндотермической реакции в интервале вспучивания при температуре обжига илистого сырца 880-12С0°С. -

4. ТЕХНОЛОГИЯ КЕРДША

4.1. Оптимизация шях-ш. Для оптимизация шихты из илистого сырья з смеси с корректирующем» добавхани применялись математический метод планироаания эксперимента и метод "крутого восхождения". Изучалось влияние факторного состава пакты на выходной параметр среднего значения коэффициента вспучйваеыости. Эксперименты проводились по трем факторам на двух уровнях. Матрицы планирования содержали по 8 полных факторных эксперимента илистых проб коздого месторождения. Для нахогвдешш сгибки эксперимента ставилось по 4 опыта в нулевой точке»

Результаты лабораторных Исследований показали, что из морских и лиманных илов мезю подучить легкий пористый заполшг-тель с плотностью в куске 0,4-0,7 г/с«3, насыпной плотностьа 350-500 кг/мэ, при этом коэффициент пористости достигает 2,5-3. Были испытаны различные составы смеси от 75 % глины + 25 % ила доЮО % ила.

Результаты теоретических и экспериментальных ксследованзй позволили оптимизировать новые шихты из нетрадиционного илистого сырья и разработать эффективную технологию утилизации грунтов дноуглубления•/28...33/.

4.2. 0пчтао-промьпш]гр1п<не и заводские испытания. Ошггно-промыаленные; испытания предусматривая! проведение исследований технологических сеойств илов'путем обжига отдельных партий

из 12, 18, 36, 50, 60 и"80 т илистого сырья.

Шихта из ила и глины ц отформованше из нее гранулы ■ просушиваются б сушильном С араба-до 17-18,5 %■, при температуре отходящих газов 400-550°С. Скорость вращения сушильного барабана -1,8 об/мин. Температура в збнэ вспучивания в печи обзига устанавливается в пределах П30-И50°С. Вращение печи - 3 об/мин.

Формовочную влажность смеси регулируюг путем дозировки сухой глинистой добавки. При влажности ила более 35 % сырьевую смесь просушивают в картах наыы:.а или в сушильной печи.' Сырье формуют в виде цилиндриков и сушат до остаточной влажности 12-14 %. Термическую обработку производят по методу двухступенчатого нагрева: медленный нагрев при температуре 380-450°С и быстрый нагрев от температуры термоподготовки до температуры вспучивания (П50-П70°С). Сушка и медленный нагрев осуществляются отходящими газами печи обжига,

Крупномасштабные заводские испытания позволили получить из оптимальных модифицированных шихт гранулы разной крупности (5-40 мм) округлой формы со спекшейся стекловидной корочкой и шероховатой поверхностью, с насыпной плотностью 360-540 кг/м3. Пи своим физико-механическим характеристикам (плотность, прочность, водопоглощение, морозостойкость и др. приведенным в табл. 4.1, вспученный материал соответствует стандарту на пористые заполнители первой и высшей категории качества.

Впервые получен вспучиванием бросовых илистых грунтов морского дноуглубления поризованный материал с'мелкоячеистой внутренней структурой, обладающей малой плотностью при значительной прочности с высокий теплокзоляцн нпшми свойствами. Название нового материала "кераляг" подчеркивает родство- его с керамзитом и учитывает природу исходного илистого сырья, а такие его физико-механические свойства

В опыгно-прс. мшенных условиях илокерамзит ^ал впервые получен в 1991 году в дечах обаига ПВ 2,5x40 на Кулиндоровскоа ЗЖБК ПО "Одескелезобетон", В качестве сырья использовали илксгае грунты из береговых гидроотвалов портов Белгород-Днестровский, Усть-Дунайак и Шный (АдкалыкскиЯ лиман). Впервые в промышленных

Таблица 4.x

Физико-механические свойства заводских проб кералита

Наименование Фракция, мм Значение по

показателя 5-10 10-20 •• ГОСТ 9757-90

Насыпная плот-.ность, кг/м 350-540 300-500 250-600

Содержание фракции, % 36,5 61,5 '

Прочность при сжатии (сдавливание в цилшздрв),Ш1а 1.7-1.9 2,2-2,8 0,8-2,5 и более

Водопоглощение & 9-П 7-9 На более 30

Влажность, % 0,2-0,5 0,1-0,4 Не более 5,0

Коэффициент фор.ш зерен. 1,3-1,5 1,3-1,4 Не более 2,5

Коэффициент вспучивания 2,5-3,0 2,5-5,0

Содержание расколотых зерен, % 3 4 Не более 15

Морозостойкость (25 циклов), % Нет потерь Нет потерь Не более 8

Потеря в массе при кипячении 3,2 3,2. Не более 5

Содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений, % 0,02 0,02 Не более I

масштабах был утилизирован бросовый илистый грунт, извлекаемый при дноуглублении судоходных каналов и портовых акваторий. Промышленное производство осуществляется на базе илов Мало-Аджалык-ского (Мещанка) и Дофинавекого (Александровна) лиманов. Результаты исследований нового заполнителя показали, что илокеритовый гравий (кералит) соответствует требованиям стандартов и может бить рекомендован для получения конструкционных и теплоизоляционных бетонор прочностью до 25 МПа. В табл. 4.2 приведены средние характеристики, полученные по результатам испытаний опытных партий кералитового гравия.

Таблица 42.

¿изино-ыеханические характеристики промышленных партий кералита (средние значения)

Прочность (сдавли-ваниам в цилиндре) 'ilia Насыпная плотность Коэффициент конструктивного качества, м Удельная плотность г/см3 Плотность й цементном тесте кг/м Марка по насыпной плотности

3,15 462 • 680 2,51 1050 500

Физико-механические характеристики легких бетонов с заполнителем из кералитового гравия приведены в табл. 4.1!.

Таблица 4.3

Гчзико-механичесхие характеристики кералитобетона

Кубиков. прочность,. МПа Призмой, прочность , МПа • Среднее 'чачение копфф. призме! и прочности Модуль упругости в возрасте 28 сут. МПа , Среднее значение КОофф. Пуассона, м Деформация усадки на 180 сут. Деформация ползучести на 160 сут.

11-29 • 10-26 0,96 10200-15600 . 0,22 (59*81)' •пг (60-60)-• 10°

Опытные партия перекрытий, стеновых блоков, мелковл.,чшх камней с новым пористым заполнителем были изготовлены на Кулин-доровском ЗЖБК ПО."Одескедезобетон". Проведенные лабораторные исследования и опытно-промышленные испытания подтвердили техническую возможность применения кералита в качестве заполнителя в легкие бетоны. Илокеритобетон является эффективным -материалом для производства ограздаюцих (многослойные стеновые панели, крупные стеновые блоки, плиты покрытия) и несуцих (фермы, балки, плиты перекрытия) конструкций. < ... - ■ , ■

Стоимость кералитобетона в 2,3-2,5 раза ниже чем керамзито-бетона за счет более депевого исходного илистого сырья и, соответственно, меньшей себестоимости заполнителя» .

Результаты дальнейших исследований и заводских испытаний позволили совершенствовать и распирить область использования безотходной технологии утилизации илистых грунтов береговых гидроотвалов /30. ..36/, разработать и зарегистрировать в Госстандарте на право промышленного производства кералита технические условия, регламентирующие требования к илистому сырью и к получаемым из него строительным материалам /37, 38, 39/, а также технические условия на легкие кералито-бетонные изделия и конструкции /40, 41, 42/. . . ..■■.'

С учетом современных природоохранных и санитарных требований к дампингу и береговым отвала!« разработана принципиальная технологическая схема проигчодства кералита в непосредственней близости от объекта дноуглубления ка сгециальном земснаряде.

Судно-завод предназначено' для производства кералита в процессе выполнения дноуглубительных работ.

Безотходная технология утилизации морских илов при дноуглублении с помощью специального судна позволяет получить значительный экологический' эффект за счет полного исключения дампинга.

5. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И аШШЧЭСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

5.1. Охрана окруяапаей природной среды. Многолетний пгиро-дохозлйственный мониторинг (наблюдение и оценка состояния окружающей среди) системы "море - суиа", в связи с выполнением капитальных и ремонтных дноуглубительных работ и выемкой больших объемов заиленных грунтов показывает, что разработанная технология утилизации таких грунтов является единственной аль- . тернативой да лингу. При внедрении данной технологии значительно уменьшается, а в ряде случаев полностью исключаются ущерб, наносимый морской среде при демпинге, и нарушение экологии при захоронении грунтов дноуглубления на суше.

d основе определения экологической эффективности технологии утилизации морских клов, •извлекаемых при выполнении дноуг-л"бительных работ, ленат два принципа. С одной стороны - компенсация ущерба, наносимого рыбохозяйственному потенциалу и нарушение биологического равновесия среды данного водоема при подводном дампикге. С другой стороны - принцип экологически чистого производства экологически чистого продукта.

Соблюдение рекомендаций, технических условий и регламента /3, 37, 38, 47, 48/ гарантирует безотходное производство экологически безвредных заполнителей и изделий на их основе.

5.2. Экономическая эффективность. Расчет экономического эффекта от использования грунтов дноуглубления в качестве исходного сырья для производства заполнителей производится согласно известной методике по'приведенным затратам. Экономическая эффективность обосновывается примером расчета применительно к базовому Юкному порту при.утилизации (промышленное производство кералита) на Кулиндоровском керамзитовом заводе (Одесская обл.) ДоягворагшшЯ акоиода-Т^ект по Ю?ло:.;у порту составляет 1.4аян.р/г

' прявояинны'- 3 / I с.29/.

Для КЗКБК ПО "Одесжелезобетон" экономический эффект от внедрения технологии илокералита оставит- ( расчет НЖКерашита^: 32 = (7,2 2,7) 150 - 0,15 х 50 = 675 - 7,5 .= 6б7,5тыс.р.

С учетом снижения насыпной'плотности заполнителя годовой экономический эффект составляет:

32 = 667,5 + 341,2 = 1008,7 тыс. р. "

Общий экономический народнохозяйственный эффект от внедрения комплексной технологии утилизации морских илоз только в порту Южный составляет 1,4 млн. руб. в год (без учета индексации цен) при выполнении дноуглубительных работ'в объеме 550-600 тыс.-мэ/г

Экономическая эффективность производства кералита шликерным способом обосновывается калькуляцией себестоимости его на Обу-ховском керамзитовом заводе (Ленинградская облЗ, приведенной в монографий /4 с.32/.

• Производство -кералита шликерньм способом наиболее выгодно отличается от производства керамзита этим же способом, себестоимость его в 1,3 раза-меньше, а отпускная цена почти в 1,5 раза выше зг счет качественных показателей заполнителя. Однородная сырьевая илистая масса содержит необходимое количество алюмосиликатов и органических примесей, способствующих хорошему вспучиванию и создацип более пористой внутренней структуры заполнителя. Мелкодисперсный состав1 и высокая влажность илистого шлама способствуюгр ■ сокращению расходов, и затрат труда за счет исключения трудоемких операций по переработке глинистого сырья (отделение от инородных щ..£месей и крупных включений, дробление, помол и т.д.) и приготовлению глинистого илама (замачивание, гомогенизация).'•'

В и Б О Д и

Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

I. Комплекс теоретических и экспёриментгльных исследований автора позволил ему впервые дать качественную и количественную оценки состава и свойств современных, донных илистых отложений с позиции сырьевых запасов и научно' обосновать техническую возможность и экономическую целесообразность их эффективной утилизации при выполнении дноуглубительных работ.

2„ Разработаны технологические процессы, позволяющие при намыво в береговой отвал послойно укладывать грунты с возможное -ш образования искусственной территории (пляжная зона) и карьера ценного илистого сырья (прудковая зона) для производства строительной керамики.

3. Определены теоретические основы физико-химических процессов вспучивания при обяиге илсв и выявлены основные технологические параметры промышленного производства из них нового строительного материала, названного' к е р а л и т" и зачищенного приоритетными актами. .

4. Впервые выполнены автором научное обоснование и практическая реализация.концепции безотходной технологии утилизации вынутых при дноуглублении и неиспользуемых илистых грунтов.

5. °азработонная автором и научно обоснованная комплексная технология "дноуглубление - береговой отвал - утг изация грунтов" реализована в Шном и Белгород-Днестровском портах, подготовлена ии д реализации в Мариупольском, Оанкт-Петербург-ском, Усть-Лужском, Скадовском (Озерное) и других портах. На действующем керамзитовом заводе ПО "Одесжелезобстон" (СТЕК)

изготовлены опытно-промьшленныо партии кералита и наложено производство легкобетснных изделий на его основе, используемых для строительства береговых здагчй и сооружений,жилых домов и коттеджей (Одесса, пгт Южный, Киевская обл.)

6. Пс физико-тзхническш свойствам и экономическим показателя?.! керая-нтоаый гравий из илистых грунтов дноуглубления выгодно отличается от пористых заполнителей из глинистого сырья. Он характеризуется более низкой насыпной плотность» и более высокой прочностью, морозостойкость» и низким водогюгло-цонием. Стоимость илов на порядок меньше стоимости легкоплавких глин. Расчетный годовой экономический эффект от применения технологии производства кералита из грунтов в порту Южный при выполнении объема дноуглубления 500-600 тыс. мэ, составляет 1,2-1,5 млн. руб. (в ценах 1986'г.)

7. На основе результатов исследования и внедрения разработаны и зарегистрированы в Госстандарта технологический регламент и нормативные документы на проектирование и-возведение береговых отвалов и устройство искусственных территорий, на новое сырье и промышленное производство кералита и легкобетонных к~делий и конструкций на его основе.

3. Комплексная технология утилизации морских илов при. дноуглублении позволяет получить природоохранный эффект за счет сокращения морского дампинга грунтов дноуглубления, а тагсг.е экономический н социальный эффекты за счет увеличения мощностей стройикдустрик на базе дешевого илистого сырья для производства пористых заполнителей, ле^ксбетонных изделий и конструкций на нх основе дл„ береговых зданий и объектов жилищного строительства.

OCHOBÍKE РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Отдельные издания

1. Чуприн В.Н. Технология утилизации морских илов при дноуглублении акваторий. Монография. Одесса;"Маяк",1993.148 с.

(ЮЦ АНУ:): • ' • •

2. Указания по разработке проектно-сметной документации для ремонта на морском транспорте. РД 31.35.06-86. У.,'ffiiP", I9E6. 114 с. (Союзморниипроект). Авторы: Чуприн В.Н., Спиридонов В.К.

3. Рекомендации по проектировании и возведению береговых отвалов и образованию искусственных территорий при морском дно-углубл-нии. РД 31.31.50-68. ,1989.52 с. (Соадзморнии-проект). Отв. исполнители: Чуприн В.Н., ПосуховскиЯ З.К.

4. Чуприн В.Н. Комплексная технология утилизации вынутых при дноуглублении грунтов. Одесса,".Маяк", 1392. 46 с. (ЮЦ АН/).

5. Чуприн В.Н., Емельянов А.Н. Грунты илистые для производства кералита. Одесса, "СиЧ\1993. 16 с. (НККерамзит-ЧЖИП. •

6. Чуприн В.И., Емельянов А.Н. Гравий, щебень к песок ке-ралитовые. Оцосса,пСиЧ" ,1992, 16 с. (ЧЖШ-НЖКерамзит!.

7. Чуприн В.Н., Столевич A.C., Костик А.И. Блоки кералито-вые. Одесса,"СиЧ",1993. 20 с. (ОЖП. ■ ;

8. Чуприн В.И., Столевич A.C., Костик A-.il. Качни кералито-бетонные с—новые. Одесса,"СиЧ",1993. 26 с. (OüCíO.

9. Чуприн В.Н., Трифонов Ю.'Л.,- Столевич A.C. Плиты чя, легких бетонов на основе к'ёралита. Одесса,"СиЧ", 1991. 24 с. (H>S¡KE-ОИСЮ.

10. CGUP.HE V Çitaientos biftmcotODales у coanuesfcos. Métodos dol calculo , investi pracion<}s- exparinsntales e iEraXantacióíu Monorrafia // Santa Clara, Ceba. 1981.

Unirrercidad Central de las Tillas. 6<i -p.vol.5000 ooz.

Работы, опубликованные в научных изданиях по т ме

11. Чуприн В.Н. Интегральный метод расчета несущей способности уплотненных оснований. В кн.: Испытания, методы расчета

и эксплуатации портовых гидротехнических сооружений. М.,"Ifflff", 1984. - с. 37-43. (сборник трудов Союзморниипроекта).

12. Чуприн' З.Н. Оценка несущей способности уплотненных оснований искусственных территорий. М.,"Транспорт",1985.. - с.62-67 (Сборник научных трудов Союзморниипроекта..Тезисы научных докладов на конференции молодых ученых).

13. Чуприн В.Н. .'.{орское дноуглубление и береговой отвал грунтов. Одесса;"УкрЦг1ТИ", 1967.' (ОШЗ-ЧЖШ, НТД 92-127).

14. Чуприн В.Н.,.Тюрин А.П., Шепсис В.И. Технология возведения береговых отвалов. Одесса: "УкрЦНТИ",1988.(0ШЗ-ЧЖШ. НТД 88-167').

15. Чуприн В.К. Технология возведения береговых отвалов и образования искусственных территорий, ii. ,ВПГЛТрансстрой,1989 (НТД СШИП '¡>60). '

16» Чуприн В.Н.,"Сальников Б.А. Лень О.П, Возведение зданий в слабых грунтах в порту Южный. В кн.: Новые методы исследований строительных свойств слабых грунтов. М. "Стройиздат", IS89 - с. 45-50. (НЖ0СПТ.1).

17. Чуприн В.-Н. Натурные исследования структурно-неустойчивых грунтов оснований. В ки.: Исследование напряженно-деформированного состояния сложных грунтовых оснований. Казань,КИСИ, 1989 - с. 67-70.

18. Чуприн В.Н. 11нтегрг льная • оценка несущей способности искусственных оснований. 3 кн.: Современные проблемы фундамен-тостроения* Пермь:"ПЛИ*,1989;- с.'23-25.

. 19. Технологические процессы, обеспечивающие использование илистых грунтов, разрабатываемых при дноуглублении подходных каналов и портовых акваторий. Авторы: Чуприн В.Н., Шепсис В.И., Лифар Н.Э., Краснобаева С.Л. Г< Гос. per. 0168.0.00.9605. И. смникй ,1989.(Союзморниипрсект).

20. Технология производства'керамзита из илистых грунтов морского дноуглубления. Авторы: Чуприн В.Н., Тюрин А.П., Шепсис В.'Л., Кучеренко A.A., Косарева Л.Е. Одесса,"УкрКНТЛ",1989. (ЧШШ-СЖИ. НТД 88-099).

21. Чуприн В.Н., Сепсис В.11., Кучеренко A.A. Безотходные технологии при дноуглублении, на морских каналах и -в портовых аква.ориях. В кн.: Современные- технологии в транспортном строительстве. Варна (Болгария),"Транспорт",1989 -с. 204-211. (Труды .Международной научно-технической конференции).

22. Чуприн В,Н. Комплексная технология производства керамзита из илистых грунтов при морском дноуглублении (Илокерамзит, И-Г. 1.1. ВПТЛ Трансстрой,1989. (СМН1Ш. НТД-60).

23. Технологические процессы, обеспечивающие использование илистых принтов при морском'дноуглублении для получения легких . заполнителей. Авторы: Чуприн В.Н. (отв.исп.), Шепсис В.И., Ли-фар Н.Э., Краснобаева СЛ. Гос. per. 0168.0.00.9685/1. М., \ С!Ш1П-Ч:.ШШ,гев9. (Ч.ШШ-Союэморниипрозкт).

24. 1уприн В.Н., Тюрин А.П., Г-епсис В.И.' Технология производства пористых заполнителей из грантов морского дно; лтубленпя. В кн.: Современные технологии в транспортном строительстве. Варна (Болгария1,"Транспорт",1989. Т,2. - с. 274-277. (Труды " Международной ноучно-иехкической конференции).

25. Чуприн В.Н., Тюрин А.П. Безотходная технология производства пористых заполнителей из илистых грунтов. В кн.: Утили-

зацил отходов. M..Госстройиздат,1990 - с. 12-14. (Всесоюзная конференция "Утилизация отходов промышленности в строительных , целях").

26. Чуприк В.Н., ^вайковский C.B." Строительные конструкции с новы;.! пористым заполнителем. Там ие. С. 14-18.

27. Чуприн В.Н. Безотходная технология производства пористых заполнителей из морских илсв. М.:ВНЖ>СМ,1990. (НТД-5П. Союзморниипроект).

28. Чуприн В.Н. Технология производства нового пористого заполнителя из'морских илов. В кн.: Законченные научно-технические разработки. Киев,"Будивельник",1990 - с. 53.

29. Способ утилизации илов при дноуглублении. A.c. Г645375. Сепсис В.П., Чуприн В.Н., Тюрин А..П.,Шпиков A.B. БИ В 16. -

М.,1991.

30. Сырьевая смесь для получения легкого заполнителя. ■ A.c. 1664762. Чуприн В.Н., Щепсис В.И., Тюрин А.П. БИ " 27. -М.,1991.

31. Сырьевая смесь для изготовления керамзита. A.c. I6982I2. Кучеренп A.A., Кузьмуи'Н.В., Косарева Л.Е., Чуприн З.И. и др. БИ $ 46 - 'Л. ,1991.

32. Чуприн В.Н., Емельянов А.Н., Коваленко A.M. Технология кералита. Одесса, "УкрЦНТИ", 1991. (f-IM, НТД V 199-91).

33. Чуприн З.Н., Страхов Ю.Г. Утилизация морских илов - отходов дноуглубительных работ. Одесса : "Маяк" ,1991. ■ (ЧМНИИП-0ШМ5, НГД К> 91-057 ). ' ' .

34. Чуприн В.Н., Кова; нхо A.M., Шипилов Ю.И. Термическое обогащение морского песка при дноуглублении. Одесса:"УкрЦВТИ", 1991. «ИСИ. КТД ÎV9I-07I)."

35. Чуприн В.Н., Вереимчук A.C., Шипилов Ю.И. Brexyqee веще, стзо из морской растли. Одесса: "УкрЩЖГ ,1991. (ОИСИ.НТД 91-098!.

36. Чуприн В.Н., Марченко M.B., Тугаенко Ю.5. Методика прогнозирования структурной прочности грунтов, искусственных оснований, Одесса:"УкрЦНТ/5",19?1.СОИСИ. НТД ^ 91-160).

ЭГ?. Емельянов А.Н., Чуприн В.Н. Технология производства кералитового гравия из илистых грунтов морского-дноуглубления. ^ Гос. per. ТР.0284739-1.91. Одесса:"Госстандарт", 1991. йШКе-рамзит-ЧМНИИШ.

38. Чупгчн В.Н., Емельянов А.Н. Грунты илистые для производства кералитовых гравия, щебня и песка. ТУ 234-1272ЕЮ1-91.

Гос. per. 095/С02228. Одесса:"Госстандарт,IS9I. (НМСерамзит).

39. Чуприн В.Н., Емельянов А.Н. Гравий, щебень и песок перлитовые. ТУ 234-1272001-02-91. !? Гос. per. 095/002229. Одесса: "Госстандарт", 1991. СНИ1 Керамзит-Ч:.1НИИГ11 .

40. Чуприн В.Н., Столевич A.C., Костюк А.И. Блоки кералито-вые стеновые. ТУ 234.1272001-04-91. !' Гос. per. 095/002262. Одесса:"Госстандарт",1991. СОИСИ).

41. Чуприн В.Н., Столевич A.C., Костюк А.!-'. Камни кералито-

> -

бетонные. ТУ 234.1272001-03-91. р Гос. per. 095/002261. Одесса: "Госстандарт",1991. (ОХИ). ■

42. Чуприн В.Н., Трифонов Q.1U, Столевич A.C. Плиты из легких бетонов на основе кер~.лит ■ для перекрытий и покрытий. ТУ 234.1272001-05-91. Гос. per. 095/002263. Одесса ^'Госстандарт",I99i. (ШЕШЕ-ОИСИ).

43. Чуприн D.H., Тюрий А.П. Технология утилизации грунтов морского дноуглубления. В кн.: Современные техн^тогии в транспортном строительстве. Варна (Болгаоия) »'"Гранстройи? дат" ,1991. с. 264-165. (Труды международной конференции).

44. Чуприн В.Н. Тюрин А.П., Исследование и рациональное использование грунтов, разрабатываемых.при дноуглублении пор-

товых'акваторий. В кн.: Прогрессивные технологии, материалы,, конструкции и методы исследований для строительства в прибрсяной ' зоне моря.-П.: В/О ГШ?", 1991 - с. 3-10.

45. Чуприн В.Н., Тюрин А.П. Судно-завод по производству кералита. 0десса:УкрЩТИ,1992. (0Ж4Э. НГД 121-92).

46. Чуприн В.Н., Шипклоз D.H. Безотходная технология обогащения грунтов при дноуглублении. В кн.:. Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов. Одесса: ОПСИ, 1992. - с. 12-15. (Труды ОИСЛ).

47. Чуприн В.Н., Кучеренко A.A., Еипилов D.U. Технология утилизации морских и'лиманных илов. Тан зяе, с. 31-34.

46. Чуприн З.Н. Банк исходных данных состава и свойств илистых отложений при производстве кералита. Одесса:"УкрЦНТЙ",1992. (ЧШШП-ОЖП. НТД }'■> 120-92).

49. Чуприн В.Н., Наумов А,Б. Эффективная утилизация илистых отделений дельты Невы. Одесса^УкрЦШ'; 1992. (ЛМНШ-ОИСИ. НТД

.. » 123-92).

50. Чупран З.Н., Технология производства кералита шликерным способом. Одесса: "УкрЦНТИ", 1992 (МНИШ-ОИСИ. НТД ]Г> 139-92).

51. Чуприн В.Н., Наумов A.K. Береговой отвал илистых донных отлежений на о. Котлин и организация производства кералита.

' 0десса:"Маяк",1992. (ОИСИ).

52. Чуприн В.Н. Комплексная технология утилизации грунтов, извлекаемых при строител: зтвз и эксплуатации портов. В кн.'.Дноуглубление и охрану водйах'ресурсов экосистем". С-Пб.; 1993.

с. 61-65. (Труды 2-й Международной конференции "Дноуглубление, дампинг и утилизация грунтов с целью охраны водных.экосистем").

53. Чуприн В.Н., Матвеев Г.М. Химическая термодинамика си. лшеатного кералита. Монография. Ы.,ВНИИЭСМ, 1994 (в' наборе) .

^ \ 54-. Chuprin V. , ftodriquea F. Iluevos me'todoâ de cinentaciôn paya adiitcaclonea induafcriales y sociales // Нет.«" In^snlerla alTil » В 4-62. p-e 291...317 18p/13. ¿a Havana. Cuba.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ . . . .........................I

2. ТЕОРИЯ И ПРАКТИК ЛТИЯИЗАЦИИ ГРШОВ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ ... . 8

2.1. Подводный отвал (дамплнг) ..._.'.......... 8

2.2. БбреговоЬсотвал...........................-9

2.3. Создш;:е искусственных портовых территорий . .......12 .

2.3.1. Реологические свойства донных отлоясняЯ ...... 13

2.3.2. Оценка прочности грунтов с позиция реологических заексикостеЗ......г.-......................16'

2.3.3. Оцеши несущей способности уплотненных оснований . . 21

2.4. Тсорвгдческас и экспериментальные основы комплексной . технологии утилизации грунтов ...............-26

3.Исследование состава и свс"ств донных отятнендй ............30

3.1. ¡.!янерало-петрогра$ячсская.характерлстйка (МПХ) .. . .'. 30

3.2. ^новнце хямичаские (силикатное) составляющие *. . . . 33

3.3. Термические свойства ................38.

4. ТЕХНОЛОГИЯ КЕРАЛДГА................................45

'/.I. Опишизйцая шихты . . . .'........................45

Опытно-промышленные и заводские испытания ...... 45

5. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ЗШКШЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ . . . .... 50-

ВЫВОДЫ ........ Ч .. ....................52

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕЛЕ, ОБОБЩЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ . .54