مقدمه
تاریخچه
انجماد مصنوعی خاک
تناسب محدوده دانه بندی خاکها با روش انجماد
مقایسه انجماد خاکهای درشت دانه و ریز دانه
روشهای انجماد مصنوعی
مشخصات خاکهای منجمد
شکل گیری خاکهای منجمد در لایه های مختلف
طبقه بندی خاکهای منجمد در سیستم USCS
روابط وزنی - حجمی در خاکهای منجمد و غیر منجمد
شکل گیری یخ در خاک در سیستمهای باز و بسته
تغییر حجم خاک در پروسه انجماد- ذوب
مسیر تنش یک سیکل انجماد-ذوب خاک در سیستم بسته
عوامل موثر در مشخصات مکانیکی و رفتارخاکهای منجم
مشخصات گرمایی خاکهای منجمد و غیر منجمد د
خزش در خاکهای منجمد
طراحی
نصب
کاربردها
منابع
تاریخچه
از روش انجماد خاک نخستین بار در سال 1862 در حفر چاه های معدنی استفاده شد، ولی ثبت آن در سال 1883 توسط Poetsch در آلمان صورت گرفت.
امروزه ، به صورت گسترده از روش انجماد خاک برای کنترل موقت آبهای زیرزمینی، ایجاد دیواره های یخی برای حفاری های عمیق وزیر سازی سازه ها در هنگام بهسازی پی ها ، استفاده می شود.
انجماد مصنوعی خاک
انجماد خاک، پایین آوردن دمای زمین است به طوریکه آب داخل حفرات خاک منجمد شود و نتیجه آن، ایجاد یک دیواره یخی نا تراوا برای انجام عملیاتی نظیر حفاری است. کاربرد این روش، بیشتر در تونل ها و چاهها می باشد.
آب منجمد مانند یک ماده چسباننده باعث سیمانتاسیون ذرات خاک
می شود، در نتیجه، نفوذ پذیری، کاهش و مقاومت، افزایش می یابد.
کاستن دمای خاک توسط سیستم های خنک کننده صورت می پذیرد.
مناسبترین حالت برای پروسه انجماد، از لحاظ میزان رطوبت، وقتی است که خاک اشباع باشد اما به طور کلی این پروسه برای خاکهای دارای درصد اشباع بیش از 10، قابل اجرا است.
فرآیند انجماد از درصد رطوبت خاک، شرایط ژئولوژیکی و هیدروژئولوژیکی زمین و نوع خاک و ویژگیهای گرمایی آن تاثیر می پذیرد.
ویژگیهای خاک منجمد بیشتر به زمان انجماد و دمای زمین بستگی دارد تا طبیعت خاک. از این رو برای اکثر خاکهای مرطوب، پروسه انجماد امکان پذیر است.
مقاومت کششی دیواره یخی خیلی کمتر از مقاومت فشاری آن است، لذا این دیواره ها اکثرا به صورت قوسی و ترجیحا مدور اجرا می شوند.