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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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