02.07.2024
Глинистые грунты, распространенные почти по всей территории России, особенно на севере в условиях холодного климата, служат основанием для многих сооружений. Эти грунты подвергаются циклическим нагрузкам, например, проезду автомобилей по мостам и туннелям, что влияет на их деформацию и, соответственно, на долговечность построек. Исследование ученых Пермского Политеха позволило лучше понять, как такие нагрузки влияют на глинистые грунты, и разработать рекомендации для более точного прогноза их осадки.
Исследование, опубликованное в журнале «Master’s Journal» №1 за 2024 год, проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Ученые выяснили, что текущие методы прогнозирования в строительстве недостаточно учитывают влияние циклических нагрузок, которые гораздо сильнее влияют на поведение грунтов в реальных условиях эксплуатации.
Для исследования ученые ПНИПУ провели эксперименты с мягкопластичной глиной, подвергая ее циклическим сжимающим нагрузкам в специальном компрессионном приборе. Это позволило им построить графики изменения деформации грунта и определить зависимость между нагрузкой и деформацией. Было установлено, что пластические деформации грунта максимальны при первом нагружении, а с каждым последующим циклом они значительно уменьшаются.
— Пластические деформации грунта максимальны при первом нагружении, но с каждым последующим циклом они снижаются на 61,5% и 13,3%, и упругие деформации 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 с увеличением количества циклов «нагрузка-разгрузка» глинистый грунт становится более плотным и устойчивым к деформациям. Это открытие позволит проектировщикам более точно учитывать поведение грунтов при длительных повторяющихся нагрузках, что существенно повысит надежность и долговечность построек.
На основе полученных данных ученые ПНИПУ планируют разработать рекомендации для проектирования фундаментов зданий и других сооружений на глинистых грунтах. Эти рекомендации помогут возводить более надежные и долговечные сооружения, своевременно их обслуживать и точно прогнозировать срок их службы.