| 4 |
1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. |
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА, СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ГРУНТОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИХ ИССЛЕДОВАНИЙ |
| Результаты этапа: 1. Установлено, что особенности состава и строения гидротермальных глинистых грунтов определяют формирование в них специфических физико-химических и физико-механических свойств: высокую сорбционную способность, удельную поверхность, ЕКО, хрупкое разрушение при мягко-пластичной и скрытотекучей консистенция. Работа выполнена на оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.
2. Создана база данных о составе, свойствах неизмененных эффузивных пород, насчитывающая более 5000 образцов, выявлены петрогенетические закономерности формирования и изменения свойств четвертичных эффузивов основного-среднего состава, установлены закономерности преобразования вулканогенных пород и их свойств под воздействием современных гидротермальных процессов и показано их влияние на инженерно-геологические условия геотермальных районов; выявлены особенности образования миндалекаменных текстур в метавулканитах под действием низкотемпературного метаморфизма, показано их влияние на физико-механические свойства.
3. Впервые разработан проект ГОСТ Р «ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов». Проект прошел публичное обсуждение, экспертизу ТК 465 «Строительство» и передан на утверждение в Ростехрегулирование.
Установлен ряд существенных различий в развитии полных и локальных деформаций глинистых грунтов независимо от диапазона рассматриваемых деформаций и скорости деформирования образцов; показана зависимость деформируемости глинистых грунтов от скорости нагружения в диапазоне малых деформаций: увеличение деформируемости при увеличении скорости нагружения (в одном и том же диапазоне деформаций), а также снижение модуля деформации при увеличении предельной деформации и неизменной скорости нагружения.
Исследованы условия возникновения состояния деформационной неустойчивости в связных грунтах, которое рассматривается как их докритическое состояние, предшествующее разрушению, связывается с началом разрушения значительного количества структурных связей и проявляется, прежде всего, в увеличении скорости деформирования. Установлено, что состояние неустойчивости в глинистых грунтах возникает при осевой деформации в диапазоне от 2,5 до 5,0% при соотношении касательных и нормальных напряжений в диапазоне 0,39 до 0,64. Работа выполнена на оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.
4. Изучены закономерности испарения влаги на модельных образцах; выявлено влияние структурных особенностей песчаных грунтов на параметры испарения из них влаги по данным детального исследования структуры грунтов с помощью РЭМ; установлены зависимости между параметрами испарения и величиной потенциала влаги; определена величина интенсивности испарения и выявлены закономерности испарения влаги с поверхности песчаных и глинистых грунтов в полевых условиях.
5. Проведен анализ имеющихся сведений по составам и свойствам промышленных отходов: фосфогипс, нефелиновый шлам, лигнин и лигносульфонат кальция, известьсодержащий отход; определена область использования отходов в производстве строительных материалов; выявлено влияние указанных отходов на свойства строительных материалов; проведена оценка возможности использования лигносульфонатов и известьсодержащих отходов для поверхностного и глубинного укрепления грунтов.
6. На основе сравнительного анализа кислотной буферности различных минералов и органических соединений, входящих в состав дисперсных грунтов, показано, что суммарная кислотная буферность грунтов обусловливается их генезисом и направленностью процессов выветривания в современных природных условиях. Наиболее благоприятными для формирования высокой кислотной буферности являются условия, характерные для территорий с аридным климатом и недостаточным увлажнением, что способствует накоплению в грунтовых массивах большого количества типоморфных минералов.
На основе экспериментального материала и физико-химического моделирования разработана концепция кислотных буферных зон для дисперсных грунтов, модифицированных порошкообразными гидравлическими вяжущими, жидким стеклом и конденсационными смолами
|
| 5 |
1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. |
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА, СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ГРУНТОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИХ ИССЛЕДОВАНИЙ |
| Результаты этапа: Установлено:
- физико-химические свойства гидротермальных глинистых грунтов Паужетского-Камбально-Кошелевского геотермального района Южной Камчатки определяются присутствием в них минеральных наноструктур, сложенные ультрадисперсными глинистыми частицами каолинита, монтмориллонита и смешанослойного минерала каолинит-смектит;
- содержание ультрадисперсной фракции глинистых минералов в таких грунтах достигает 28-30%;
- показатели физико-химической активности ультрадисперсной фракции гидротермальных глинистых грунтов в 1,5-2 раза выше, чем у исходных образцов;
- хрупкий и хрупко-пластический характер разрушения образцов гидротермальных глинистых грунтов, находящихся в скрытотекучем состоянии, объясняется унаследованным блочным строением, разрушение происходит по границам блоков, прочность между которыми оказывается меньше, чем прочность внутри отдельных боков, имеющих пластический характер разрушения.
Установлено:
- основные этапы формирования и изменения физико-механических свойств эффузивных пород средне-основного состава;
- возможность использования метода расчета упругих свойств с помощью асимптотического метода осреднения для предварительной оценки свойств горных пород.
На основе собственных экспериментальных данных показано, что наряду с неполным водонасыщением образцов, фильтров и системы измерения порового давления, проблема его надежного контроля при лабораторных испытаниях грунтов заключается в запаздывании измерений порового давления на торцах по сравнению с центральной частью образца, что является следствием конечной сжимаемости воды и особенно важно для быстротекущих процессов: точного определения эффективных напряжений в момент разрушения при кинематическом нагружении грунта, при динамических испытаниях. Возможные пути решения этой проблемы могут заключаться в локальном измерении порового давления в центре образца (для глинистых грунтов), в использовании обильной смазки и полированных штампов на торцах укороченных образцов или в обоснованном ограничении скорости или частоты нагружения образца при испытаниях.
Проведен анализ имеющихся сведений по негативному воздействию накопителей промышленных отходов (золоотвалов, лигнохранилищ, отвалов фосфогипса) на загрязнение почв, поверхностных и подземных вод,) в районах их расположения. Выявлено влияние состава грунтов, зол и шлаков на механизм твердения материалов, на степень и характер изменения их физико-механических свойств во времени. Определена стадийность процессов твердения материалов при укреплении грунтов комплексными вяжущими. Выявлена зависимость эффективности укрепления грунтов от дозировок зол и шлаков, вида и количества используемых активизирующих добавок (CaO, CaCl2, Na2SiF6, цемента, силиката натрия). Выявлено влияние вида и составов указанных отходов на свойства строительных материалов. Проведена оценка возможности использования лигносульфонатов и известьсодержащих отходов для поверхностного и глубинного укрепления грунтов.
Подготовлена монография "Просадочность погребенных почв циклитно построенных толщ лессовых пород". Охарактеризована просадочность грунтов погребенных почв циклитно построенных толщ лессовых пород Северной Евразии. Выявлена взаимосвязь просадочности грунтов погребенных почв с их генетическим типом, глубиной залегания, естественной влажностью, пористостью и т.д. Рассмотрено соотношение величин относительной просадочности грунтов погребенных почв, подстилающих и перекрывающих их лессовых пород, а также изменение относительной просадочности в разрезе погребенных почв.
Разработана и экспериментально доказана классификация кислотно-основной буферности дисперсных грунтов, модифицированных различными типами вяжущих. Показано, что дисперсные грунты, модифицированные щелочными вяжущими – портланд-цементом, гидравлической известью и жидким стеклом – характеризуются существенным повышением кислотной буферности в диапазоне значений рН=7-12. Установлено, что дисперсные грунты, модифицированные 3-10% добавками щелочных вяжущих характеризуются величиной поглощения тяжелых металлов в 3-5 раз выше, чем исходные грунты.
По теме опубликовано 28 статей, сделано 19 докладов.
Работа выполнена на оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.
|
