CC BY
6THEORETICAL BASES OF IMPREGNATION WITHOUT PRESSURE OF MELIORANTS AND THE APPLICATION OF ITS FEATURES IN PRACTICE OF FIXING MOBILE SANDS
Makhamadjan MIRAHMEDOV, doctor of Technical Sciences, professor
Tashkent Institute of Railway Engineers
1, Adylkhojaev st., Tashkent, 1100167, Uzbekistan
Tel +998 (90) 925 87 08
E-mail: mirakhmedovm@mail.ru
Annotation: Railways in the sandy deserts are drifted with sand. To stop sand drift, the sand surface is blocked by the creation of a protective crust. The crust is obtained by spraying a binder that impregnates the sand. Impregnation features determine the construction and technological parameters of work to fix the sand and the crust itself. Therefore, a theoretical and empirical study of the process of impregnation of sand with a binder is today an important task. The identification of the predominant character of impregnation under the influence of gravitational and capillary forces made it possible to establish the need for studying on physical models and the need for preliminary wetting of sand. Pre-wetting allows you to change the nature of impregnation from gravitational to capillary, which in turn leads to a decrease in the rate of impregnation and an increase in the degree of saturation of sand with a binder. As a result, the specific consumption of the working composition and the concentration of the binder are reduced. Thus, the study of the process of impregnating sand with binders made it possible to obtain resource-saving technology for fixing sand.
Key words: sand deflation, fixing, physicochemical method, method, impregnation, protective crust, capillary forces, gravitational forces, solvation layer, humidity, specific consumption, concentration, resource saving
МЕЛИОРАНТЛАРНИ ТАШКИЛ ЭТИШНИНГ ТЕХНИК АСОСИЙ АСОСЛАРИ ВА МУМОЛЛАРНИ МОБИЛ СОНЛАРНИ ФИКЦИЯ ТАРТИБИДА ЦУЛЛАШ
Махамаджан МИРАХ.МЕДОВ, , т.ф.д., профессор Тошкент темир йул мудандислари институти 100167, Узбекистан, Тошкент, кучаси Адилхужаева 1 Тел +998 (90) 925 87 08 Elektron pochta: mirakhmedovm@mail.ru
Аннотация: Кумли чулларда темир йуллар кум билан тортилган. Кумнинг чукишини тухтатиш учун димоя юзаси яратилиши билан кум юзаси блокланади. Кискичбакасимон кумни сингдирадиган богловчи пуркаш оркали олинади. Эмдириш хусусиятлари кум ва кобигини узи тузатиш учун ишнинг курилиш ва технологик параметрларини аниклайди. Шу сабабли, кумни бирлаштирувчи билан эмдириш жараёнини назарий ва эмпирик урганиш бугунги кунда мудим вазифадир. Гравитациявий ва капилляр кучлар таъсири остида эмдиришнинг устунлик хусусиятини аниклаш физик моделларни урганиш зарурлигини ва кумни олдиндан намлаш зарурлигини аниклашга имкон берди. Олдиндан намлаш сиз эмдириш хусусиятини гравитациядан капиллярга узгартиришга имкон беради, бу эса уз навбатида эмдириш тезлигининг пасайишига ва шагалнинг купайишига олиб келади. Натижада, ишчи таркибнинг узига хос истеъмоли ва богловчи контсентрацияси камаяди. Шундай килиб, кумни ёпиштирувчи моддалар билан сингдириш жараёнини урганиш кумн и мадкамлаш учун ресурс тежайдиган технологияни олишга имкон берди.
Калит сузлар: кум дефляцияси, фиксация, физик-кимёвий усул, усул, эмдириш, димоя кобиги, капилляр кучлар, тортишиш кучлари, куткариш катлами, намлик, узига хос истеъмол, контсентрация, ресурсларни тежаш
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗНАПОРНОЙ ПРОПИТКИ МЕЛИОРАНТОВ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕЕ ОСОБЕННОСТЕЙ В ПРАКТИКЕ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ПЕСКОВ
Махамаджан МИРАХМЕДОВ, д.т.н., профессор
Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта
100167, Узбекистан, Ташкент, ул. Адылхожаева, 1
Тел. +998 (90) 925 87 08
Email: mirakhmedovm@mail.ru
Аннотация: Железные дороги в песчаных пустынях заносятся песком. Для прекращения песчаного заноса поверхность песка блокируют созданием защитной корки. Корку получают разбрызгиванием вяжущего
вещества, который пропитывает песок. Особенности пропитки определяют строительно-технологические параметры работ по закреплению песков и самой корки. Поэтому теоретическое и эмпирическое изучение процесса пропитки песка вяжущим веществом на сегодняшний день является важной задачей. Выявление преобладающего характера пропитки под влиянием гравитационных и капиллярных сил позволил установить необходимость изучения на физических моделях и необходимость предварительного увлажнения песка. Предварительное увлажнение позволяет изменить характер пропитки с гравитационного на капиллярный, что в свою очередь обуславливает снижение скорости пропитки и увеличение степени насыщения песка вяжущим. В результате удельный расход рабочего состава и концентрация вяжущего вещества уменьшается. Таким образом, изучение процесса пропитки песка вяжущим позволил получение ресурсосберегающей технологии закрепления песков.
Ключевые слова: дефляция песков, закрепление, физико-химический метод, способ, пропитка, защитная корка, капиллярные силы, гравитационные силы, сольватный слой, влажность, удельный расход, концентрация, ресурсосбережение
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Актуальность проблемы
Транспортные коммуникации мира, в частности, железные и автомобильные дороги, неуклонно развиваются. При этом в связи с необходимостью индустриального освоения они строятся в сложных природных условиях, например, в горах, пустынях, в частности в песчаных пустынях [1-5]. На дороги, в этих условиях, негативно воздействуют природно-климатические явления, например, дефляция. Дефляция вызывает выдувание земляного полотна, а песок, переносимый в результате дефляции, откладывается на верхнем строении пути, говорят, что путь заносится песком [6 - 8].
Выдувание и заносы являются, таким образом, следствием дефляции, ее результатами. Эти проявления серьезно снижают безопасность движения транспортных средств, особенно при неуклонном росте скорости движения поездов (рис. 1, 2).
Рис. 1. Песчаный занос вблизи ст. Алтынколь (Казахстан) (Фото Мирахмедова М.М., 2012)
Рис. 2. Удаление песка машиной 8КМ500
Рис. 3. Опрыскиватели бокового дутья: ОВГ-2006Б и «Мастер» с раскрывающимися консолями в Саудовской Аравии (фото: Plasser & Theurer)
Поэтому, в песчаных пустынях, изучение негативного влияния дефляции на безопасность строительства и эксплуатации коммуникаций (автомобильных и железных дорог) и совершенствование технологии их защиты от подвижных песков является актуальной задачей [9 - 11].
1.2 Выявление перспективных направлений исследования
Различают несколько методов закрепления подвижных песков. В качестве радикальной меры, позволяющей достичь кратковременного, но немедленного результата, первую очередь, прибегают к физико-химическому методу (ФХМ) закрепления песков [12, 13].
Суть ФХМ сводится к осуществлению технологического приема разбрызгивания вяжущего вещества на закрепляемую поверхность песка садовыми опрыскивателями (рис.3). Жидкость без напора движется внутрь песчаного субстрата, пропитывает его и образует специфический строительный материал - вяжущепесчаную корку, т.е. вяжущее играет роль мелиоранта песка, улучшая его физико-механические свойства, обладающие свойством, обеспечивающим устойчивость против разрушительного воздействия потока песка, переносимого ветром, т.е. ветропесчаного потока [14, 15]. Свойства корки зависят от свойств его составляющих и особенностей их взаимодействия, которые проявляются в процессе пропитывания песчаного субстрата вяжущим веществом, стабилизируя состояние дефлируемой поверхности [16]. В силу этих обстоятельств представляется важным раскрыть особенности безнапорной пропитки, создать теоретические основы импрегнирования песков.
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ БЕЗНАПОРНОЙ ПРОПИТКИ ПЕСЧАНОГО СУБСТРАТА ВЯЖУЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
На сегодняшний день представления о механизме пропитки песка химическим мелиорантом не полностью раскрывают суть явления. Поэтому, возникает необходимость проведения более детального теоретического изучения и обобщения результатов ранее проведенных опытов.
Для полноты определения закона движения химического мелиоранта в песке необходимо дать ответ на вопрос о силах, под воздействием которых это движение происходит [14, 16]. В частности, ряд исследователей выдвигают гипотезу подобия горизонтальной инфильтрации воды в морском песке как функцию преобразования Больцмана 8 (Х2). В то же время, авторы признают, что эта функция преобразования не применима к вертикальной пропитке воды в реальные почвы и результаты экспериментов не полностью совпадают с измеренным распределением воды в почве [17, 18].
Известно, что пропитка происходит под воздействием гравитационных и капиллярных сил. Известно также, что влиянием гравитационных сил можно пренебречь, тогда и только тогда, когда потенциальная энергия поля капиллярных сил, отнесенная к единице жидкости, больше потенциала поля тяжести ¥,>> ¥Пт. По А.В. Лыкову, это справедливо, когда внутренний размер канала, по которому движется жидкость, имеет размер менее 10-2 мм [17]. В противном случае массой пропитываемой жидкости пренебречь нельзя. Следовательно, для того чтобы установить преобладающее влияние на процесс пропитки того или иного поля сил следует, для начала, определить внутренний диаметр канала, образуемый между частицами субстрата.
2.1. Гидродинамический подход к решению задачи пропитки песка вяжущим веществом
Представим перенос жидкости как процесс фильтрования. Справедливо допустить, что к решению задачи фильтрования можно подойти с позиций внешней и внутренней задачи гидродинамики, т.е. представить как смешанную задачу гидродинамики [15, 18, 19]. В самом деле, можно предположить, что
поток движется в каналах неправильной формы, образованных зазорами между частицами слоя (позиция внутренней задачи гидродинамики). С другой стороны, можно считать, что поток обтекает встречающиеся на пути частицы слоя песка (позиция внешней задачи гидродинамики). Смешанные задачи предусматривают комбинирование двух представлений с целью удобства расчета [21, 22]. С известной степенью идеализации допустим, что основные параметры задачи имеют вид:
- удельная поверхность частиц в единице объема слоя (эск );
- пористость или доля свободного объема (8)
- песчинки представляют собой тело шаровидной формы с эквивалентным диаметром (<1е). Эксперименты проведем с учетом критериев подобия в сосуде с поперечным сечением S, который
заполнен песком на высоту Н. Объем песка в сосуде V = 5 • Н . Тогда поверхность зерен можно определить в виде р = V • = 5 • Н • эск, а объем твердой фазы (песчаных частиц) в сосуде по формуле
Vp = V-Vп = 5XНх(1-е) .
Имеем: объем песка, поверхность частиц, объем твердой фазы где Vn - объем пор.
Общее сопротивление слоя зерен песка равно (1)
Ар = (1Н / йе)
V 5
V 2
(1)
где Ар - общее сопротивление зернистого материала;
1 - общий коэффициент сопротивления трения и местные сопротивления; йе - эквивалентный диаметр каналов полидисперсного зернистого материала.
С позиции внутренней задачи гидродинамики диаметр канала, как известно, равен (2)
л 4 •е
йе =-, м (2)
где ^ - удельная поверхность м2/м3.
Определение удельной поверхности представляет известные трудности, поэтому для преодоления возникшей трудности к решению задачи подойдем с позиции внешней задачи гидродинамики.
Используя приведенные выше обозначения, предположим, что в слое находится (п) частиц произвольной формы, тогда объем одной частицы равен (3)
Vp 5 • Н • (1-е)
Ур = — =---1 (3)
п п
тг 71 • ^е
Объем одной частицы также можно выразить исходя из её геометрической формы V =-, тогда
6
отношение поверхности частицы к его объему равен (4)
/р 5 •Н • ^ п _ ^к
У п
р
5 • Н • (1 -е) (1 -е)
/р п йе 6 6
В то же время очевидно, что -=--— =-, при сравнении которого с (4) получим (5)
ур Р п • йе р • йе
6-(1 -е)
Ээк = „ , ' (5)
где F - коэффициент формы частиц, приводимый в справочниках.
Подставив (2) в (5), получим формулу (6)
2е
йь =--Р • йе , (6)
к 3 • (1 -е) е'
Принимая из справочника Е = 0,9; коэффициент пористости е= 0,3 - 0,45 (пористость песка месторождения Кульсары, например, равна 44%) [16]; преобладающая фракция песка в его гранулометрическом составе а=0,14 мм можно получить эквивалентный диаметр каналов, равный ак^З^-б^б^Ш^мм >10-2мм. Следовательно при свободной пропитке вяжущего вещества влиянием сил тяжести пренебречь, строго говоря, нельзя. Это означает, прежде всего, что исследование процесса пропитки следует проводить на физических моделях. Это тем более справедливо, если учесть, что гранулометрический состав подвижных песков пустынь также представлен неосновными фракциями, колеблющимися в пределах от 0,5 до 20%
(табл.1) и широким спектром минералов. Следует отметить, что попытки объяснения процесса пропитки гомогенных пористых материалов численными методами [21, 23] в приложении к условиям пропитки реальных песков в песчаной пустыне не совсем применимы.
2.2. Особенности пропитки
Из условия сохранения объема жидкости до и после пропитки объем пропитанной жидкости (0 должен быть равен объему пор субстрата в пропитанном слое (2\) Q=Q\. Имея Q\= где Q2 - объем песка, пропитанного жидкостью, е - объемная пористость, получим 2= 22-е. Полагая равными площадь песка и площадь, пропитываемая химическим мелиорантом (а>=ог), получим (7)
8 = Ьк / е, (7)
где 8 - расход, выраженный начальной толщиной жидкости над поверхностью песка, мм.
Нарушение условия сохранения объема, когда 8 Ф Ик / е, приводит к введению в зависимость (7) коэффициента пропорциональности (8)
8 = кк ■ кг / е , (8)
где кг - параметр пропорциональности, названный коэффициентом насыщения песка химическим мелиорантом.
Поскольку еа<е, е,<е и е=еа+е,, то всегда при свободном пропитывании песка многокомпонентными, неньютоновскими жидкостями глубина пропитки будет больше теоретически возможной величины И>8/е. Поэтому значения коэффициента насыщения менее единицы вполне правдоподобны кг<1, близкие и более единицы кг>1 свидетельствуют, что наступил предел насыщения песка в данных условиях и начальный объем химического мелиоранта цг~8 не пропитался полностью. С технологической точки зрения превышение расхода химического мелиоранта д>>Цшах больше максимальной не приемлемо с точки зрения ресурсосбережения. Т.е. исследование строительно-технологических характеристик защитного слоя должны находиться в области значений кг < 1 так, чтобы Цг < Цтах.
Перенос эмульсий сопровождается избирательным смачиванием зерен песка водой. Образуется тонкая пленка жидкости, а дисперсная фаза химического мелиоранта, состоящая из эмульгированных частичек (согласно [15, 22]), переносятся пробкообразно.
При пропитке растворами и многокомпонентными жидкостями [16] размеры пор сужаются в процессе пропитки и, как следствие, наблюдается неустойчивый характер движения фронта жидкости из-за избирательной адсорбции на гидратный слой поверхности песчаных частиц дисперсной фазы химического мелиоранта, которые диффундируют из её объема. Это явление было подтверждено в работах [\5 - \7]. В результате это приводит к уменьшению радиуса наименьших проходов между соприкасающимися частицами и изменению характера переноса от преимущественно гравитационного на капиллярный. Таким образом, получены вполне однозначные доказательства информативности коэффициента насыщения для вскрытия характера пропитки. Его значения, вычисленные во всём диапазоне варьирования факторов, близкие к единице кн =1, означают, что данное вяжущее при проникании в песок не разделяется, поровое пространство не сужается, а процесс протекает под преимущественным влиянием поля сил тяжести. Если значения коэффициента насыщения меньше единицы (кн<1), и, в диапазоне варьирования факторов изменяется, то это означает, что данное вяжущее при проникании в песок разделяется, а процесс пропитки протекает при сужении порового пространства под преимущественным влиянием поля капиллярных сил.
С технологической точки зрения эти обстоятельства определяют выбор режима пропитки и расход химического мелиоранта. Очевидно, что для эмульсий максимальный расход определен значением коэффициента насыщения кн ~ \ , тогда как для растворов и высокомолекулярных веществ кг < \. Во всех
случаях значения, близкие к единице кг ~ \, указывают на достижение максимального расхода химического
мелиоранта. Превышение расхода кг У \ не допустимо. С учетом этого предложена классификация, которая позволяет выявить максимальный уровень расхода химического мелиоранта при исследовании новых его видов и разработать на их основе новые варианты технологий закрепления подвижных песков (табл.2).
Таблица 2
Характер пропитки
Характер пропитки Вид вяжущего Значения коэффициента насыщения
без разделения вяжущего эмульсии 0,95<кн<1
с разделением вяжущего многокомпонентные 0,55<кн<0,95
растворы 0,65<кн<0,95
предел насыщения, соответствующий Ц>Цтах; кн>\
Это обстоятельство наталкивает также на мысль использовать особенности характера пропитки песка вяжущими веществами для повышения ресурсосбережения и удешевления способа. Для этого следует уменьшить размеры канала образуемого между частицами песчаного субстрата. Например, пропитывать песок во влажном состоянии, т.е. работы по закреплению подвижных песков разбрызгиванием вяжущих веществ осуществлять сразу после дождя или производить вслед после искусственного увлажнения песка.
3. ВЫБОР КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ ЗАЩИТНОЙ КОРКИ
Из анализа литературных и нормативных источников были установлены требования, предъявляемые к противодефляционным защитным покрытиям: модуль быстрой эластической деформации Е1 <8х106 Па, модуль медленной эластической деформации Е2 <1,1х106 Па, равновесный модуль упругости Е <4,4х106 Па, наибольшая пластическая вязкость п >1,05х106 Па с [14]. В отдельных работах отмечается, что основными критериями оценки оптимальной структуры защитного слоя могут быть также деформации чистого сдвига: эластичность X, статическая пластичность и период пластической истинной релаксации [17]. Таким образом, состояние защитной корки оценивается многими показателями. Только для выяснения возможности осуществления основного технологического приема физико-химического метода закрепления песков -пропитки вяжущего вещества и получения устойчивого защитной корки необходимо проведение достаточно большого объема экспериментальных исследований. Кроме того, все многообразие физико-механических характеристик и параметров могут быть в обобщенном виде выражены пластической прочностью Рт > 3х103 Па [18]. Учитывая эти обстоятельства исследования предложено проводить в два этапа: на первом этапе производится оценка возможности применения того или иного вяжущего по степени пропитки и пластической прочности, затем, при положительном результате; на втором этапе углубленное изучение свойств защитной корки.
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
В результате экспериментальных работ, выполненных в лабораторных условиях, были определены составы и возможные концентрации вяжущих веществ. Для повышения пластичности получаемого защитного покрытия на основе декстрина он был модифицирован госсиполовой смолой (1часть к 4 частям декстрина), растворяемой в воде в присутствии гидроксида натрия (1 часть к 6 частям декстрина), и концентрация декстрина в водном растворе составляла 2-2,2% Концентрация полимерного клея в водном растворе вяжущего составляла 1,5%.
Результаты исследований показали, что пропитка начинается при влажности менее 22 %. Предельная влажность, при которой пропитка достигает максимальной глубины, колеблется в пределах 20-21%.
Защитные корки получали путем разбрызгивания раствора на сухой и влажный песок. При этом удельный расход варьировался от 0,5 до 3 л/м2.
Таблица 3
Зависимость глубины пропитки растворов от времени (удельный расход вяжущих на сухом песке 3,0 л/м2)
Способы пропитки Время от начала пропитки, с Глубина слоя от поверхности корки, мм
декстрин клей КП-001
На воздушно-сухом песке (3-5 %) 0 0 0
1 6 7
2 10 12
3 11 11
4 11 11
На влажном песке (20 %) 0 0 0
60 6 7
120 9 10
180 12 13
300 15 15
420 20 20
480 20 20
Далее рекомендуемые строительно-технологические параметры защитной корки, в частности, пластическая прочность, удельные расходы раствора и концентрации вяжущих веществ (табл. 4, 5).
Таблица 4
Строительно-технологические характеристики защитной корки_
Вяжуще на основе: И (тт), Рщ(Па х 103), д (1/т2)
На воздушно-сухом песке На влажном песке^ = 20 %
И Рщ д И д
декстрина 5 3 5 1,5
полимерного клея 5 4,2-4,5 3,2 5 1,5
Было выявлено, что на влажном песке корка с заданными свойствами получается при меньшем расходе вяжущего, это связанно, по-видимому, с характером ее распределения по глубине и зависит от
скорости пропитки.
Таблица 5
Рекомендуемые концентрации и удельные расходы рабочих составов вяжущих веществ (растворов)
Вид вяжущего вещества Концентрация вяжущего вещества, % Пластическая прочность корки, Рщ, кПа Удельный расход раствора вяжущего рабочей концентрации д, л/м2
полученный на песке песок
воздушно-сухом влажном воздушно-сухой влажный
Раствор декстрина 2,2 4 -4,5 2,7-3 3,2-3,5 1,5
Раствор клея КП-001 1,5 1,5 3-5 3,0-3,3 1,5
В ценах на апрель 2018 года было произведено сравнение экономической эффективности предлагаемых способов пескозакрепления с шестью способами, получившими наибольшее распространение.
По сравнению с составами на основе госсиполовой эмульсии, являющимися самыми экономными из известных, экономия на 1 га при использовании состава вяжущего раствора на основе декстрина составит 1 225 тыс. сум, а при использовании вяжущего раствора на основе полимерного клея - 1 575 тыс.сум.
По сравнению с используемыми в Узбекистане камышовыми клетками экономия на 1 га при использовании состава вяжущего раствора на основе декстрина составит 5 646 тыс.сум, а при использовании вяжущего раствора на основе полимерного клея - 5 996 тыссум.
Опытно-производственное внедрение результатов исследования было выполнено в течение 2015-2016 гг. на пескозаносимых участках линии Навои-Учкудук-Мискен железной дороги АО "Узбекистан темир йуллари": в 2015 году на участке Км 273 ПК0+00 - ПК5+00; в 2016 году - Км 274 ПК 0+00 - 2+50 с закреплением песков сухого и влажного состояний полученными составами обработкой полосами.
Производственное внедрение результатов исследований полностью подтвердило эффективность применения разработанных составов растворов и предложенной технологии. Защитные корки, полученные на участках линии железной дороги Навои-Учкудук-Мискен, имели технологические характеристики (прочность Рт>2,5 кПа, > 5 мм), обеспечивающие их устойчивость к действию ветропесчаного потока в течение года.
В результате внедрения новых составов и новой технологии получено снижение трудозатрат на 60 % за счет комплексной механизации работ; экономия на 50 % материалов за счет снижения удельного расхода рабочего состава и концентрации вяжущего вещества на 15 %.
5. ВЫВОДЫ
1. Физико-химический метод закрепления подвижных песков, осуществляемый применением различных вяжущих веществ, имеет целью формирование в верхнем слое песка защитной корки. В формировании структуры корки и ее физико-механических свойств важное значение имеет пропитка песка рабочим составом вяжущего вещества, которую можно рассматривать как безнапорное движение вещества в пористом теле песчаного субстрата. Тогда, процесс пропитки можно сформулировать как задачу гидродинамики.
2. Совместным рассмотрением задача гидродинамики с внутренней и внешней позиций с учетом гранулометрического состава средне и хорошо сортированного песка получен эквивалентный диаметр порового пространства для реальных подвижных песков, что позволило утверждать, в итоге, что пропитка происходит под преимущественным влиянием гравитационных сил. Для обеспечения равномерности пропитки и более полного насыщения порового пространства вяжущим веществом необходимо, чтобы пропитка происходила под преимущественным влиянием капиллярных сил.
3. Для достижения капиллярного характера пропитки вяжущего вещества предложено увлажнять песок естественным или искусственным способом. Тогда сольватный слой пленки влаги увеличиваясь уменьшает поровое пространство песка. При этом концентрация вещества в рабочем составе и его удельный
расход также уменьшаются, что открывает перспективу создания ряда альтернативных ресурсосберегающих технологических решений закрепления подвижных песков физико-химическим методом.
4. Предложен экспресс-метод исследования возможности применения вяжущих веществ для создания пескозащитных корок, основанный на научно-обоснованном сокращении количества исследуемых характеристик до двух - толщины корки и ее пластической прочности.
5. Выявлен фактор влажности песка, как источник снижения расхода вяжущего для получения защитной корки на 10-15 % и увеличения периода времени, пригодного для проведения пескозакрепительных работ, что позволило усовершенствовать технологию пескозакрепительных работ путем введения операции предварительного увлажнения песчаного основания.
6. Разработаны составы для закрепления подвижных песков на основе вяжущих местного производства - декстрина и клея КП-001:
- декстрин - 2,2%; NaOH - 0,4%; ГС (пластификатор) - 0,6%; вода -96,8%.
- клей КП - 001 - 1,5 %; вода - 98,5, обеспечивающие требуемую устойчивость образующейся защитной корки к ветропесчаному потоку.
7. Как показали расчеты технико-экономической эффективности, применение разработанных составов растворов вяжущих для получения защитной корки и усовершенствованной технологии пескозакрепления позволяют сократить трудозатраты на 60 %, получить снижение расхода вяжущих - на 50 %, повысить всхожести семян песколюбивых растений (фитомелиорации) на 15 %.
6.ЛИТЕРАТУРА
1. Laity, Julie J. (2009). Deserts and Desert Environments: Volume 3 of Environmental Systems and Global Change Series. John Wiley & Sons. pp. 2-7, 49. ISBN 978-1-4443-0074-1.
2. Pye, K. Tsoar, H. (2009) Aeolian Sand and Sand Dunes/ Springer, 10.1007/978-3-540-85910-9.
3. Z. Dong, G. Chen, X. He, Z. Han, X. Wang (2004) Controlling blown sand along the highway crossing the Taklimakan Desert/ J. Arid Environ, 57 (2004), pp. 329-344, 10.1016/j.jaridenv.2002.02.001.
4. Han Zhiwen, Dong Zhibao, Wang Tao, Chen Guangting, Yan Changzhen, Yao Zhengyi. Observations of several characteristics of aeolian sand movement in the Taklimakan Desert/ Science in China Series D: Earth Sciences. January 2004, Vol. 47, Issue 1, PP. 86-96.
5. Jabbar Ali Zakeri. Investigation on railway track maintenance in sandy-dry areas/ Structure and Infrastructure Engineering: Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance. Vol. 8, Issue 2, 2012.
6. Hagdorn M., Busche D., Draga M. Les sables éoliens, modelés et dinamique. La menace éolienne et son contréle. Bibliographie annotée. Deutsche. GesTechnZusammenarbeit (GTZ), Schiftereibe N01, 122, 1984 (1985), p. 758 (2100 références).
7. Khalaf, F.I., Al-Ajmi, D. A eolian processes and sand encroachment problems in Kuwait. Kuwait Institute for Scientific Research / Geomorphology. 1993. Vol. 6. Issue 2. P. 111-134.
8. M. Heffernan (2010) Engineering Earth - the Impacts of Mega engineering Projects. Springer Netherlands. Chapter Shifting Sands: the Trans-saharan Railway. 10.1007/978-90-481-9920-4.
9. L. Raffaele, L. Bruno, D. Fransos, F. Pellerey Incoming windblown sand drift to civil infrastructures: a probabilistic evaluation/ J. Wind Eng. Industrial Aerodynamics, 166 (2017), pp. 37-47, 10.1016/j.jweia.2017.04.004.
10. J.S. Plaza, M.L. Barcel, P.R. de Lema Tapetado. Sand and wind: an outline of the study of éolian action on infrastructure with reference to Haramain high speed railway, Makkah-Al-Madinah/ Rev. ObrasPublicas, 159 (2012), pp.7-36. Availabl at:
http ://ropdigital. ciccp.es/detalle_articulo .php?registro= 19202&anio=2012&numero_revista=3537.
11. Jabbar-Ali Zakeri1, Maryam Forghani. Railway Route Design in Desert Areas/ American Journal of Environmental Engineering. 2012, 2(2): p.13-18. DOI: 10.5923/j.ajee.20120202.03.
12. T. Hewitt (2015) Designing a heavy haul desert railway: lessons learned// 11th International Heavy Haul Conference, (IHHA 2015), Operational Excellence, Perth, Western Australia, pp. 228-237.
13. Rail - первая железная дорога ОАЭ / Железные дороги мира. № 6, 2016. [In Russian: Rail - UAE's first railway / World Railways. No 6, 2016] Available at: http://railknowledgebank.com/Presto/content/Detail.aspx.
14. Freer, R.J., Hewish, F. Ghataora, G.S., Niazi, Y. (1999) Stabilization of desert sand with cement kiln dust plus chemical additives in desert road construction// Proceedings of the ICE - Transport. 1999. Vol. 135. Iss.1. P. 29 -36.
15. J.F. Kok, E.J.R. Parteli, T.I. Michaels, D.B. Karam. (2012) The physics of wind-blown sand and dust/ Rep. Prog. Phys., 75 (2012), p. 106901, 10.1088/0034-4885/75/10/106901.
16. Mirakhmedov, M.M., Muzaffarova, M. Methodological aspects of the developpement of resource-seving technologies of shifting sands fixation. 19. Internationale Baustofftagung 16.-18 September 2015. Weimar: BauhausUniversität, 2015. PP. 2-1203 - 2-1209.
17. Мирахмедов, М. Основы методологии организации пескозакрепительных работ и защита природно-технических объектов от песчаных заносов. Ташкент: Фан ва технологиялар. 2016. 248 с. [In Uzbekistan: Mirakhmedov, M. (2016) Fundamentals of the methodology of organizing work on fixing sand and protecting natural and technical objects from sand drifts. Tashkent: Science and technology].
18. Makhamadjan Mirakhmedov, Maujuda Muzaffarova. Integrated Solution to the Problem of Resource-Saving Fixing of Moving Sands/ Civil Eng Res J. 2019; 7(5): 555723. DOI: 10.19080/CERJ.2019.07.555723.
19. Лыков, А.В. Тепломассообмен. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Энергия, 1978. - 480 с. [In Russia: Lykov, A.V. (1978) Heat and mass transfer. 2nd ed., Moscow: Energy].
20. К.В. Зотов, Т.Н. Кучурина. (2014) Основы моделирования массопереноса в пористой среде. Учебное пособие. Часть 1.. СПбГУ, 2014. 34 с. [In Russian: Zotov, K.V., Kuchurina, T.N. (2014) Fundamentals of modeling mass transfer in a porous medium. Tutorial. Part 1 . St. Petersburg State University].
21. Pabst, W. Characterization of particles and particle systems / W. Pabst, E. Gregorova // ICT Prague. 2007. 122 p.
L'eau et les sols - Hydrodynamique des milieux poreux. Available at: https://www.edx.org/course/leau-et-les-sols-hydrodynamique-des-milieux-poreux.
22. Klaus Reichardt, Lu?s Carlos Timm, Durval Dourado-Neto. (2016) The recent similarity hypotheses to describe water infiltration into homogeneous soils/ Scientia Agricola,Piracicaba, Brazil, 2016, vol.73 No.4 Available at: http://dx.doi.org/10.1590/0103-9016-2015-0364.
23. Cheremisinoff, N.P. Liquid Filtration. Butterworth-Heinemann, 28.07.1998. 319 p. Available at: https://books.google.com/books/about/Liquid_Filtration.html.
24. Nicholas, P. Cheremisinoff. Liquid Filtration. Butterworth-Heinemann, 28 июл. 1998. -319 p. Available at: https://books.google.com/books/about/Liquid_Filtration.html.
25. Takahiro Nomura, Noriyuki Okinaka, Tomohiro Akiyama. Impregnation of porous material with phase change material for thermal energy storage. Materials Chemistry and Physics, Vol. 115, Iss. 2-3, 15 June 2009, P. 846-850. Available at: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2009.02.045.
