SCI Библиотека

Работа посвящена разработке комплексной методики анализа кривых ползучести мерзлых и оттаивающих грунтов. Полученная методика позволяет моделировать и прогнозировать характер деформирования грунтов при изменении природных и техногенных условий. Мерзлые и оттаивающие грунты постоянно находятся в динамичном неравновесном состоянии. Установление закономерностей механического поведения таких грунтов осложнено многообразием сочетания влияющих факторов и процессов. При исследовании процессов деформирования грунтов применяют соотношения между напряжениями и деформациями с разделением системы на упругие, вязкие и пластические элементы. Для расширения возможностей применения моделей увеличивают число элементов. Принимается, что на каждой ступени нагружения процесс деформирования протекает независимо от предыдущего этапа. Процесс деформирования многостадийный, и математическое уравнение выражается через сумму результатов всех этапов нагружения, каждое слагаемое характеризуется определенной моделью и свойствами. Чем больше количество определяющих факторов, тем больше параметров в исходном уравнении состояния. В целом уравнение состояния представляет связь между деформациями, напряжениями и временем. В статье приведено математическое описание деформирования мерзлого грунта с экспериментальным лабораторным подтверждением. Мерзлые грунты исследовались в испытаниях на одноосное сжатие при температуре -10 ºC, в течение 15 ч, при значениях напряжений от 1 до 5 МПа. В статье приведена новая методика анализа кривых ползучести при лабораторных испытаниях мерзлых и оттаивающих грунтов методами одноосного и компрессионного сжатия на основе кусочно-линейной аппроксимации. Разработанная методика позволяет корректировать прогноз изменения напряженно-деформируемого состояния грунтов в основании инженерных сооружений при их строительстве и эксплуатации с учетом изменяющихся внешних условий.

Изложена технология повышения несущей способности основания дорожного земляного полотна на высокотемпературных многолетнемерзлых грунтах в Арктической зоне. Целью исследования является разработка технологических режимов упрочнения слабого основания насыпей, допускающих регулирование нагрузок при строительстве объектов на многолетнемерзлых грунтах. В качестве методов исследования в статье использовались методы организации строительства в криолитозоне, метод системного анализа и системного подхода. Методика заключается в поэтапном моделировании и расчете параметров геотехнического мониторинга состояния земляного полотна для определения максимально допустимых технологических нагрузок. Определены задачи и функции системы регулирования и мониторинга технологических операций для направленного повышения прочностных характеристик слабых оснований в строительный период. Установлены основные факторы, влияющие на функционирование нового природно-технического комплекса в период строительства на мерзлоте, а именно изменение температурного поля, нагрузок строительных машин и физико-механических характеристик грунтов. Показана целесообразность организации комплексных оценок и взаимного контроля деформативности грунтов средствами геотехнического мониторинга и АСУ ТП машин и строительного оборудования. Технологический режим глубинного упрочнения слабого основания геотехнических объектов должен включать регулирование параметров строительных нагрузок и контроль качества процессов при виброуплотнении верхней зоны и устройстве свайного поля. Изложены особенности опытного применения комплексной технологии для обеспечения проектной несущей способности грунтов при реконструкции и строительстве участков Северного широтного хода и железной дороги Обская - Бованенково. Благодарности: исследование проведено в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в форме субсидии на выполнение крупного научного проекта по приоритетному направлению научно-технологического развития, соглашение № 075-15-2024-559 от 24.04.2024 года. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.