181282. lajstromszámú szabadalom • Eljárás térszint alatti testek, különösen vastagsági méretükhöz képest nagy oldalirányú kiterjedésű lemezszerű testek előállítására utúszilárdulú anyagnak a talajba injektálásával
3 181282 A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen. A rajzokon az 1. ábrán a jelenleg ismert négyzethálós furatkiosztás látható, az összemetsződő hatásterületekkel; a 2. ábrán a találmány szerinti háromszöghálós furatkiosztási módszert szemléltettük. Az 1. ábrán látható geometriai viszonyok a négyzethálós furatkiosztási elv alkalmazása esetén az injektált zóna valamely vízszintes metszetében alakulnak ki. A továbbiakban mindig egy magassági értelemben 1,0 m vastag injektálandó talajréteget vizsgálunk, és feltételezzük, hogy e rétegen belül a vízszintes irányokban az áteresztő képesség gyakorlatilag azonos. Egyébként sok furat, tehát nagy kiterjedésű paplan esetében a vízszinteshez közel álló alluviális rétegződésű talajokban a vízszintes áteresztőképességek statisztikusan jó közelítéssel kiegyenlíthetők. Az 1. ábrán 1, 2, 3 és 4 hivatkozási számokkal jelöltük a furatok tengelyét reprezentáló négyzetháló-sarokpontokat, a t a furattávolság (ami itt mindkét irányban azonos); r0 = minimális hatósugár (csak érintkező); h = maximális hatósugár (összemetsző). Az 1. ábrából látható, hogy- az egy furatból injektálandó teljes talajtérfogat: (2r0)2 • l=4r3 [m3]; -- az injektálóanyag által, a teljes térfogatkezeléshez a talajban legyőzendő legrövidebb út rQ, a leghosszabb út pedig rj, és íi =1,4142 • rQ;- a szomszédos furatokból történő injektálások egymásra hatása (átfedése) nélkül egy furatból - j0 minimális hatósugárral - injektálható talajtérfogat 3,1416 • r3, azaz, a teljes térfogat 0,7854-ed része;- a szomszédos furatok egymásrahatása (az maximális hatósugarak átfedése), vagyis az egyenletes átitatás és az injektálási nyomás szempontjából zavart zóna a teljes térfogat 0,5708-ad része. A találmány értelmében a 2. ábrán látható furatkiosztást alkalmazzuk, ahol a furatok egy egyenlő oldalú (60°-os) háromszög-háló (vagy ami ugyanaz, egy 60° -120°-os rombuszháló) sarokpontjaiban helyezkednek el. Ezzel - amint látni fogjuk — csökkentjük a maximális hatósugarat, redukáljuk a szomszédos furatok összemetsző hatásterületét, következésképpen az egyenletes átitatás és injektálás szempontjából zavart zónák területét. A 2. ábráról leolvasható az egyes paraméterek változása az 1. ábra szerinti négyzethálós furatkiosztáshoz képest. Az összehasonlítás egyszerűsítése érdekében az rQ hatósugarat azonosnak véve látható, hogy- az egy furatból injektálható teljes talaj térfogat: 2r0 • 1 • 7321 • r0 • l = 3,4642r3 [m3], — az injektálóanyag által a teljes térfogat kezeléséhez a talajban legyőzendő legrövidebb út most is io (így vettük fel); a leghosszabb út viszont rí, ahol r} =1,1547 • r0. Az r^r; növekmény tehát itt csak 37,4%-a a négyzetháló esetében fellépő növekménynek;- a szomszédos furatokból történő injektálások egymásrahatása (átfedése) nélkül r0 minimális hatósugárral egy furatból injektálható talaj térfogat most is 3,1416 • r^, ez azonban itt a teljes térfogat 0,9069-ed részét jelenti. Az elsődleges injektálhatóság tehát itt több, mint 90%-os, az 1. ábra szerinti négyzethálós furatkiosztásnál tapasztalható 78,5%-hoz képest; — a szomszédos furatok egymásra hatása (az r{ maximális hatósugarak átfedése), vagyis az egyenletes átitatás és az injektálási nyomás szempontjából zavart zóna a teljes térfogat 0,2092-ed része, tehát mindössze 21% a négyzethálónál tapasztalható 57%-hoz képest. Az 1. és 2. ábrán egyébként p-vel a primer (átfedés nélküli) zónákat, p/s-sel az egymásba hatoló primer és szekunder zónákat, s/s-sel pedig az egymásba hatoló szekunder zónákat jelöltük. A fentiek egyértelműen bizonyítják, hogy a találmány szerinti háromszög-hálós kiosztás a négyzethálóshoz képest jóval kisebb — minimális — átfedés (zavart zóna) mellett biztosítja a teljes térfogat kitöltését. A továbbiakban a találmány szerinti eljárás előnyeit számszerűen értékeljük. Először az átitatás egyenletességével kapcsolatos megfontolásainkat részletezzük. Ismeretes, hogy az injektálóanyag kívánt egyenletes eloszlása az injektálandó talaj térfogatban a furatok geometriai elrendezésén kívül számos tényezőtől függ, ezek közül is elsősorban a vizsgált térfogatban levő talajok eltérő rétegezettségétől, az áteresztőképesség, a szemeloszlás és a hézagtérfogat anizotrópiájától, ezért valamely furatkiosztási módszer önmagában nem biztosíthatja az egyenletes átitatást. Két különböző furatkiosztási módszer ebből a szempontból való összehasonlítása azonban számszerűen is reális, mert az összehasonlítás azonos talajszerkezetre vonatkoztatható, és így az anizotrópia szerepe mindkét esetben azonos, tehát az összehasonlító vizsgálat számszerű eredményét sem befolyásolja. A kétféle furatkiosztás összehasonlítása a következő eredményt adja: 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
