• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 июня
ПНИПУ
166

В Пермском Политехе выяснили, как строить устойчивые здания на глинистых грунтах

4.3

Ученые ПНИПУ определили деформации глинистого грунта при длительных повторяющихся нагрузках. Это позволит сформировать рекомендации по прогнозу грунтовой осадки, чтобы на глине можно было возводить надежные сооружения.

Компрессионный прибор / © Евгения Акбулякова, ПНИПУ

По данным почвенно-географической базы данных России, глинистые грунты встречаются почти по всей территории страны и особенно распространены на севере в условиях холодного климата. Они служат основанием для строительства зданий и других сооружений. Фундаменты построек подвергаются различным воздействиям, например, для туннелей и мостов характерны циклические, повторяющиеся нагрузки.

Изучение деформации глинистых грунтов позволяет точнее определить их реальные свойства и спрогнозировать последующее состояние строительного объекта, сделать его прочным и безопасным. Однако сейчас большинство методов прогноза в строительстве ориентировано на случай однократной нагрузки, из-за этого они не полностью учитывают поведение грунтов в реальных условиях, когда воздействие происходит из раза в раз.

Ученые ПНИПУ провели исследование и определили деформации глинистого грунта при длительных повторяющихся нагрузках. Это позволит сформировать рекомендации по прогнозу грунтовой осадки, чтобы на глине можно было возводить надежные сооружения.

Исследование опубликовано в Master’s Journal. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». При проектировании зданий, мостов и туннелей просчитывают срок эксплуатации объектов и объем нагрузок, которые они должны выдерживать. Для этого, в том числе, определяют тип грунта и его осадку во времени. Применяемые сейчас модели расчетов учитывают только однократные статические нагрузки, например, вес самого сооружения, в то время как на поведение грунта в дальнейшем гораздо больше влияют циклические (периодические) нагрузки, например, от постоянно проезжающих по мосту автомобилей. Из-за этого предсказать поведение грунта в перспективе сложно, а значит нельзя достаточно точно спрогнозировать, сколько прослужат фундаменты построек.

Деформации грунта под воздействием нагрузок бывают двух видов – упругие, когда он восстанавливает прежнюю форму после прекращения действия силы (так деформируются при небольших нагрузках скальные грунты – гранит, мрамор, известняк), и пластические, когда следы от нагрузок полностью или частично остаются (например, дорожная колея, сползание склона, осадка здания после окончания строительства). Образование того или иного вида деформации зависит от приложенных напряжений, пористости, размера частиц и других свойств грунта. Если он способен восстанавливаться, то лучше сохраняет форму и становится более подходящим для долгосрочных построек.

Ученые Пермского Политеха провели исследование, чтобы выяснить, как циклические нагружения влияют на глинистые грунты. Для этого они выполнили эксперименты с мягкопластичной глиной, сжимая ее в специальном компрессионном приборе. После анализа данных политехники построили графики изменения деформации грунта и проследили зависимость между нагрузкой и его деформацией.

«Исследование проводилось в три этапа и оказалось, что пластические деформации грунта максимальны при первом нагружении, а после разгрузки и повторения этого процесса они уменьшаются. С каждым последующим нагружением деформации снижаются на 61,5 и 13,3 процентов и упругие преобладают все больше. Это значит, что грунт способен со временем уплотняться и становиться более устойчивым», – объясняет доцент кафедры строительного производства и геотехники ПНИПУ Евгения Акбулякова.

Ученые ПНИПУ выяснили, что при первом нагружении грунта формируется остаточная пластическая деформация, которая при последующих циклах уменьшается в 3-6 раз. Таким образом, с увеличением количества циклов «нагрузка-разгрузка» глинистый грунт становится более плотным и деформируется упруго. Использование полученных данных поможет правильно проектировать строительство здания на глинах с применением моделирования. Постройки на таких уплотненных глинах будут испытывать меньшие деформации.

На основе полученных данных ученые Пермского Политеха планируют разработать рекомендации для проектирования фундаментов зданий и других сооружений на глинах. Это позволит возводить надежные сооружения, своевременно их обслуживать и более точно прогнозировать срок службы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

Вчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

Позавчера, 19:04
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно