Zmrazení země - Ground freezing

Zmrazení půdy umožnilo razit tunely pod aktivním railyardem během bostonského Big Digu. Každá bílá hrudka označuje vrchol hlubokého mrazu.
Průřez potrubí pro zmrazování půdy, jak se používá ve Big Digu.

Zmrazení země je stavební technika používaná za okolností, kdy je třeba stabilizovat půdu, aby se nezhroutila vedle výkopů, nebo aby se zabránilo vyluhování kontaminantů rozlitých do půdy.[1]Zmrazování půdy se používá nejméně sto let.

Trubky procházejí půdou, která má být zmrzlá, a potom trubkami procházejí chladiva, která zmrazují půdu.[1]Zmrzlá půda může být tvrdá jako beton.

Půda kontaminovaná radioaktivními prvky, ze kterých unikly Japonsko je Jaderná elektrárna Fukušima Daiiči byl zadržen zmrazením země.[1]

Projekt v Boston známý jako Big Dig použila při některém z tunelů zmrazení půdy, aby umožnila vybudování širokých tunelů pod nebo skrz půdu, která podporovala stávající infrastrukturu, kterou by bylo obtížné nebo nákladné podpořit pomocí tradičnějších metod hloubení.[1]

Některé projekty zmrazování půdy používají běžné solný roztok jako chladivo,[2] ale jiné projekty těží z používání exotičtějších chladiv, jako tekutý dusík.[1][3]

V severní Kanadě a na arktické Aljašce se používají pasivní potrubní systémy, které nevyžadují žádné externí napájení, aby udržovaly zemi zmrzlou.[4] Tyto systémy používají pozemní výparníky a nadzemní radiátory naplněné kapalným chladivem. Když okolní teploty klesnou pod teplotu země, začne kapalná pára kondenzovat v chladiči, čímž se sníží tlak v systému, což způsobí, že kapalina ve výparníku bude vařit a odpařovat se. Tento proces vede k přenosu tepla ze země do vzduchu a udržuje půdu ve trvale zmrzlém stavu.[5]

Viz také

  • Pykrete, kompozitní stavební materiál, který využívá podobné vlastnosti ve zmrazených pilinách

Reference

  1. ^ A b C d E Jessica Morrison (30.10.2013). „Jak inženýři využívají zmrazování půdy k budování větších, bezpečnějších a hlubších staveb“. PBS. Archivováno od originálu dne 2014-04-11. Citováno 2014-07-22. Základním předpokladem zamrzání země je, že půda - složená z kousků minerálů a organické hmoty, vody a vzduchu - se stane silnější a méně propustnou, když její voda zamrzne a expanduje.
  2. ^ „Technická příručka pro navrhování a stavbu silničních tunelů - občanské prvky“. Americké ministerstvo dopravy. Archivováno z původního dne 2013-12-05. Citováno 2014-07-22. Aby se zachovala podpora na čele tunelu, hloubení a zvedání se obvykle provádí střídavě v malých přírůstcích, obvykle v rozmezí 2 až 4 stopy. Ve většině případů musí být měkký povrch ošetřen pomocí technik zlepšování povrchu, jako je zmrazování půdy, trysková injektáž atd., Jak je popsáno v kapitole 7 Tunelování měkkého povrchu, aby se prodloužila doba odstávky.
  3. ^ „Zmrazení půdy: Zmrazení půdy kapalným dusíkem“. Skupina Linde. 2014. Archivováno z původního dne 2014-02-26. Citováno 2014-07-22. Během posledních dvou desetiletí se zmrazení půdy kapalným dusíkem (LIN) vyvinulo z aplikace exotického plynu s mnoha nejistotami do standardního postupu pro ošetření nestabilní půdy a úniků.
  4. ^ Igor Holubec, Ph.D., P.Eng (2014). „Flat Loop Thermosyphon Foundations in Warm Permafrost“ (PDF). Vláda divize NT Správa majetku Veřejné práce a služby. Archivováno (PDF) z původního dne 2015-04-02. Citováno 2015-06-12. Pasivní chlazení pomocí tlakových trubek pro výměnu tepla vyvinulo na Aljašce US Army Corps of Engineers v roce 1965, aby uchovalo základy v „teplém“ permafrostu.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  5. ^ „Thermosyphon Technology for Ground Freezing“. 2014. Archivováno z původního dne 2014-11-26. Citováno 2015-06-12. Základem technologie termosyfonu je zařízení pro přenos tepla (thermosyphon), které v zimě extrahuje teplo z půdy a předává jej do životního prostředí.