В Пермском Политехе выяснили, как строить устойчивые здания на глинистых грунтах
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно