Вернуться к результатам поиска

Влияние изменения устойчивости химически закрепленных грунтов при многократном термомеханическом нагружении на закономерности термостимулированной акустической эмиссии

Обобщены и проанализированы результаты цикла экспериментальных исследований, направленных на изучение влияния температурных полей на закономерности формирования акустической эмиссии в исходно рыхлых (несвязанных) просадочных грунтах, находящихся в условиях повторно-переменного, проводимого по циклической схеме, квазистатического механического нагружения и, одновременно, укрепляемых путем инъецирования вяжущих композитных растворов. Раскрыты основные методические положения, рационализирующие обработку первичных измерительных данных, и подходы к теоретической интерпретации установленных закономерностей. Представлены характерные примеры использования данных закономерностей при решении задач оценки изменения устойчивости грунтов в ходе взаимодействия и развития двух противоположных процессов: консолидации и разупрочнения структурных связей в грунтовотампонажном геоматериале. Обосновывается существование в подвергаемых химическому закреплению грунтах термоакустоэмиссионного эффекта памяти, который, исходя из присущих ему черт и особенностей проявления, может рассматриваться в качестве своего рода эквивалента классического эффекта Фелисити. Раскрыт физический механизм возникновения данного термоакустоэмиссионного эффекта памяти, объясняющий отмеченные закономерности его проявления. Показана потенциальная целесообразность использования метода термостимулированной акустической эмиссии для контроля качества производства инъекционных работ при устройстве искусственных оснований для зданий и сооружений различного назначения в зонах распространения грунтов, подверженных оползневым явлениям, просадкам и другим опасным геологическим процессам, ведущим к потере геомассивом устойчивости.

Ключевые слова: грунты, температурный режим, несущая способность, напряженное состояние, искусственное упрочнение, акустическая эмиссия, закономерности, эксперимент, разработка способов геоконтроля, акустико-эмиссионный эффект памяти.
Как процитировать:

Новиков Е. А., Клементьев Е. А. Влияние изменения устойчивости химически закрепленных грунтов при многократном термомеханическом нагружении на закономерности термостимулированной акустической эмиссии // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 3. – С. 83–106. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_83.

Благодарности:

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 21-77-00010.

Номер: 3
Год: 2023
Номера страниц: 83-106
ISBN: 0236-1493
UDK: (624.131.37+624.138+551.34):(534.2+534.6)
DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_83
Дата поступления: 11.12.2022
Дата получения рецензии: 23.01.2023
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.02.2023
Информация об авторах:

Новиков Евгений Александрович1 — канд. техн. наук, доцент, e-mail: e.novikov@misis.ru, Scopus ID: 55235147200, ORCID ID: 0000-0002-6997-1097,
Клементьев Евгений Андреевич1 — студент, e-mail: evgeniy-klementevof@mail.ru, Scopus ID: 57217249165, ORCID ID: 0000-0001-7242-0440,
1 НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:

Новиков Е.А., e-mail: e.novikov@misis.ru.

Список литературы:

1. Ivanova T., Turchin V., Yudina L., Krutikov V., Sychugov S., Gmizov Y., Ziking K. Binding and hardening operations of loess collapsing soils under the school reconstruction in the city of Malgobek, the Republic of Ingushetia // Procedia Engineering. 2017, vol. 172, pp. 393—400. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.006.

2. Amiri M., Sanjari M., Porhonar F. Microstructural evaluation of the cement stabilization of hematite-rich red soil // Case Studies in Construction Materials. 2022, vol. 16, article e00935. DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e00935.

3. Vakili M. V., Chegenizadeh A., Nikraz H., Keramatikerman M. Investigation on shear strength of stabilised clay using cement, sodium silicate and slag // Applied Clay Science. 2016, vol. 124—125, pp. 243—251. DOI: 10.1016/j.clay.2016.02.019.

4. Yanru Zhao, Xiangsheng Chen, Tiande Wen, Pinghao Wang, Wanshuang Li Experimental investigations of hydraulic and mechanical properties of granite residual soil improved with cement addition // Construction and Building Materials. 2022, vol. 318, article 126016. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126016.

5. Yu Xiao, Liyuan Tong, Hongbo Che, Qiwen Guo, Huangsong Pan Experimental studies on compressive and tensile strength of cement-stabilized soil reinforced with rice husks and polypropylene fibers // Construction and Building Materials. 2022, vol. 344, article 128242. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.128242.

6. Opukumo A. W. Sodium silicate stabilization of collapsible clayey calcareous soils. Newcastle University, School of Civil Engineering and Geosciences. 2019, 348 p.

7. Nazar R. S., Ahmed M. D., Al-Obaidi A. L. Assessment of bearing capacity and settlement characteristics of soft soils reinforced by crushed concrete and sodium silicate columns / Materials Today: Proceedings. 2022, vol. 61, part 3, pp. 781—785. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.09.037.

8. Yitian Xu, Yan Zhang, Junjie Huang, Guoqing Chen Mechanical properties, microstructure and consolidation of sand modified with sodium silicate // Engineering Geology. 2022, vol. 310, article 106875. DOI: 10.1016/j.enggeo.2022.106875.

9. Moslemi A., Tabarsa A., Mousavi S. Y., Monfared M. H. A. Shear strength and microstructure characteristics of soil reinforced with lignocellulosic fibers-Sustainable materials for construction // Construction and Building Materials. 2022, vol. 356, article 129246. DOI: 10.1016/j. conbuildmat.2022.129246.

10. Chowdary B., Ramanamurty V., Pillai R. J. Fiber reinforced geopolymer treated soft clay — An innovative and sustainable alternative for soil stabilization / Materials Today: Proceedings. 2020, vol. 32, part 4, pp. 777—781. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.03.574.

11. Штефан Ю. В., Бондарев Б. А., Янковский Л. В. Укрепление глинистых грунтов временных лесовозных дорог отходами промышленности и металлургическими шлаками // Строительные материалы. — 2020. — № 4-5. — С. 80—89. DOI: 10.31659/0585430X-2020-780-4-5-80-89.

12. Ларионова Н. А. Влияние состава сланцевых зол на эффективность укрепления глинистого грунта // Инженерная геология. — 2021. — Т. 16. — № 2. — С. 42—51. DOI: 10.25296/1993-5056-2021-16-2-42-51.

13. Нямдорж Сетев, Дашжамц Далайн, Одонтуяа Нямдорж Определение модуля деформации грунтовых подушек с геосинтетическими армированиями на замоченных просадочных основаниях // Университет еңбектері — Труды университета. — 2022. — № 4(85). — С. 132—140. DOI: 10.52209/1609_1825_2021_4_132.

14. Степанищев К. Ю., Сидоров В. В. Исследование напряженно-деформированного состояния отдельных элементов грунтовой ячейки, армированной вертикальными железобетонными элементами // Геотехника. — 2020. — Т. 12. — № 4. — С. 24—40. DOI: 10.25296/2221-5514-2020-12-4-24-40.

15. Кукина О. Б., Волокитин В. П., Волков В. В., Ким М. С., Чунихина А. С. Методология и эксперименты по проектированию грунтовых подушек на основе слабых грунтов // Строительная механика и конструкции. — 2022. — № 4 (35). — С. 82—91. DOI: 10.36622/ VSTU.2022.35.4.009.

16. Игошева Л. А., Гришина А. С. Обзор основных методов укрепления грунтов основания // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. — 2016. — Т. 7. — № 2. — С. 5—21. DOI: 10.15593/ 2224-9826/2016.2.01.

17. Khafizov R. M. Analysis of methods for determining the deformation characteristics of cohesive soil // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2016, vol. 52, no. 6, pp. 361—365. DOI: 10.1007/s11204-016-9354-z.

18. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса: Монография. — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с.

19. Supasit Pongsivasathit, Suksun Horpibulsuk, Suthee Piyaphipat Assessment of mechanical properties of cement stabilized soils // Case Studies in Construction Materials. 2019, vol. 11, article e00301. DOI: 10.1016/j.cscm.2019.e00301.

20. Калач Ф. Н. Оценка эффективности использования технологии инъекционного укрепления слабых грунтов в основании фундаментов мелкого заложения саморасширяющимися растворами // Construction and Geotechnics. — 2020. — Т. 11. — № 2. — С. 62—77. DOI: 10.15593/2224-9826/2020.2.06.

21. Carey A. S., Howard I. L. Backcasting and forecasting stabilized soil mechanical properties for mechanistic-empirical pavement design // Construction and Building Materials. 2022, vol. 324, article 126645. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.126645.

22. Пролыгин А. С., Калинин А. Л., Александров А. С., Александрова Н. П. Сравнительный анализ методов вычисления штамповых модулей деформации грунтов // Вестник СибАДИ. — 2022. — Т. 19. — № 1(83). — C. 114—130. DOI: 10.26518/2071-7296-202219-1-114-130.

23. Простов С. М., Герасимов О. В., Никулин Н. Ю. Комплексный геолого-геофизический мониторинг процессов упрочнения грунтов: Mонография. — Томск, 2015. — 188 с.

24. Di Maio R., De Paola C., Forte G., Piegari E., Pirone M., Santo A., Urciuoli G. An integrated geological, geotechnical and geophysical approach to identify predisposing factors for flowslide occurrence // Engineering Geology. 2020, vol. 267, article 105473. DOI: 10.1016/j. enggeo.2019.105473.

25. Lizheng Deng, Hongyong Yuan, Jianguo Chen, Zhanhui Sun, Ming Fu, Yuli Zhou, Shuan Yan, Zewei Zhang, Tao Chen Experimental investigation on progressive deformation of soil slope using acoustic emission monitoring // Engineering Geology. 2019, vol. 261, article 105295. DOI: 10.1016/j.enggeo.2019.105295.

26. Voznesensky A. S., Kutkin Y. O., Krasilov M. N. Interrelation of the acoustic Q-factor and strength in limestone // Journal of Mining Science. 2015, vol. 51, iss. 1, pp. 23—30. DOI: 10.1134/S1062739115010044.

27. Капустин В. В., Чуркин А. А., Владов М. Л., Засорин М. С., Шмурак Д. В. Инструментальный контроль качества грунтоцементных свай и массивов сейсмоакустическими методами // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 2021. — № 6. — С. 19—26. DOI: 10.1007/s11204-022-09775-x.

28. Шкуратник В. Л., Новиков Е. А. Термостимулированная акустическая эмиссия горных пород как перспективный инструмент решения задач геоконтроля (обзор) // Горный журнал. — 2017. — № 6. — С. 21—27. DOI: 10.17580/gzh.2017.06.04.

29. Новиков Е. А., Клементьев Е. А. Исследование методом термостимулированной акустической эмиссии прочностных свойств грунтов, закрепленных твердеющими растворами и (или) путем криотермической консолидации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 4. — С. 134—155. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_ 4_0_134.

30. Новиков Е. А., Клементьев Е. А. Использование термостимулированной акустической эмиссии грунтов для оценки изменения их устойчивости при физико-химическом закреплении // Горный журнал. — 2022. — № 9. — С. 39—46. DOI: 10.17580/gzh.2022. 09.07.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.