Оценка коэффициентов влагопроводности силикатизированных грунтов при промерзании

В качестве способа минимизации морозного пучения земляного полотна в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях и при глубоком сезонном промерзании возможно применение силикатизации. При этом остается открытым ряд вопросов, связанных со свойствами силикатизированного грунта, характеризующими его водонепроницаемость в процессе эксплуатации сооружения и возможность создания закрытой схемы промерзания. В связи с этим целью исследования является определение зависимостей коэффициентов влагопроводности силикатизированного грунта от плотности вяжущего и числа пластичности исходного грунта с оценкой влияния на данный параметр процесса промерзания.

Методологическую основу работы составляют постановка и проведение лабораторного эксперимента с применением элементов математического анализа для обработки полученных данных. В рамках исследования проведен лабораторный эксперимент по определению коэффициентов влагопроводности силикатизированных глинистых грунтов. Также разработан и проведен эксперимент по оценке влияния процесса промерзания на коэффициенты влагопроводности силикатизированного грунта. В качестве основных лабораторных установок при реализации экспериментов использовались прибор для определения коэффициента влагопроводности грунтов ПКВГ-Ф и автоматизированный прибор ГТ 1.1.12.

По результатам проведенного исследования установлена зависимость коэффициента влагопроводности силикатизированного глинистого грунта от плотности водного раствора силиката натрия. При плотности водного раствора (концентрации) силиката натрия более 1,15 г/см3 получаемый в результате силикатизации материал и капиллярный барьер из него можно считать водонепроницаемым. Проведенные дополнительные лабораторные исследования показали, что процесс промерзания оказывает на силикатный грун

1. Золотарь И. А., Пузаков Н. А., Сиденко В. М. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. Москва : Транспорт, 1971. 416 с.

2. Пузаков Н. А. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог. Москва : Дориздат, 1960. 169 с.

3. Razuvaev D. A., Lanis A. L., Chakhlov M. G. Rationale for creation of capillary breaking layers in cold regions subgrade by pressure injection of waterproofing compounds // Sciences in Cold and Arid Regions. 2021. Vol. 13, Iss. 5, October. P. 366–371. DOI: 10.3724/SP.J.1226.2021.21029.

4. Injection Compositions for Creating Impervious Screen for Roadbed Foundation / D. A. Razuvaev, M. G. Chakhlov, V. Y. Soloviova, G. V. Karpachevsky // Transportation Research Procedia. 2022. Vol. 61. P. 621–626. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.01.100.

5. Обоснование создания капиллярного барьера в земляном полотне путем инъектирования гидроизолирующих составов / Д. А. Разуваев, А. Л. Ланис, М. Г. Чахлов, Ю. А. Цибариус // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути : XVIII Международная научно-техническая конференция (г. Москва, 27–28 октября 2021 г.) : чтения, посвященные памяти профессора Г. М. Шахунянца : труды / Российские железные дороги, Российский университет транспорта (МИИТ). Москва, 2021. С. 216.

6. Коэффициенты морозного пучения силикатизированных глинистых грунтов / Д. А. Разуваев, А. Л. Ланис, М. Г. Чахлов, Р. С. Печенкин // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2023. № 2 (65). С. 91–98. DOI: 10.52170/1815-9265_2023_65_91. EDN QCJMCX.

7. Окольникова Г. Э., Симоненко Е. Ю. Химическая стабилизация пучинистых грунтов // Системные технологии. 2023. № 2 (47). С. 178–181. DOI 10.55287/22275398_2023_2_178. EDN LKORZW.

8. Усиление грунтов основания фундаментов методом инъекционной силикатизации / А. А. Михайлов, Е. Ю. Евлахова, А. В. Иванова, М. С. Матвеев // Строительство и архитектура. 2019. Т. 7, № 1. С. 5–9. DOI: 10.29039/article_5c646f166c48d2.74103573.

9. Патент № 6627:21.0421.04 Российская Федерация, МПК G01N 27/00 (1995.01). Прибор для определения коэффициента влагопроводности талых связных грунтов нарушенной структуры нестационарным методом : № 97106667/20 : заявлен 21.04.1997 : опубликован 16.05.1998 / Золотарь И. А., Собко Г. И., Лазарев Ю. Г. ; заявитель Военная академия тыла и транспорта ; патентообладатель Золотарь И. А., Собко Г. И., Лазарев Ю. Г. 6 с.

10. Сухоруков А. В. Обоснование региональных расчетных значений характеристик глинистых грунтов для проектирования дорожных одежд в условиях Западной Сибири : специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Сухоруков Алексей Владимирович. Томск, 2017. 166 с.

11. ГОСТ 20522–2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний : принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (приложение В к протоколу № 40 от 4 июня 2012 г.) : введен 29.10.2012. Москва : Стандартинформ, 2013. 19 с.

12. Орлов В. О., Дубнов Ю. Д., Меренков Н. Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. Ленинград : Стройиздат, Ленинградское отделение, 1977. 184 с.

13. Zhang C., Liu E. Experimental study on moisture and heat migration and deformation properties of unsaturated soil column under a temperature gradient during rainfall infiltration // PLOS ONE. 2023. Vol. 18 (6), е0286973. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0286973.