Коэффициенты морозного пучения силикатизированных глинистых грунтов

   Для исключения деформаций морозного пучения земляного полотна транспортных сооружений, эксплуатируемых в неблагоприятных климатических и грунтово-гидрологических условиях, нередко прибегают к способам преобразования свойств глинистых грунтов рабочего слоя (активной зоны). Одним из способов такого преобразования является силикатизация – пропитка грунтов раствором силиката натрия, так называемым жидким стеклом, через инъекторы специальной конструкции. При этом вопрос о закономерностях изменения коэффициентов морозного пучения исходных грунтов при силикатизации остается нерешенным. В связи с этим целью исследования является определение зависимости изменения коэффициентов морозного пучения силикатизированного грунта от концентрации раствора силиката натрия и числа пластичности глинистого грунта.
   В рамках исследования проведен лабораторный эксперимент. В качестве основной лабораторной установки при реализации эксперимента использовался автоматизированный прибор ГТ 1.1.12. По результатам проведенного исследования с использованием методов статистической обработки данных установлены функциональные зависимости изменения коэффициентов морозного пучения от концентрации раствора и числа пластичности исходного грунта при силикатизации глинистых грунтов, используемых при отсыпке земляного полотна транспортных сооружений.
   Полученные результаты исследования позволяют при известном типе грунта эксплуатируемого земляного полотна назначить оптимальную концентрацию раствора силиката натрия и рассчитать другие параметры полной или частичной силикатизации рабочего слоя или активной зоны сооружения (например, при создании капиллярного барьера).

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

2. Bronfenbrener L., Bronfenbrener R. Frost heave and phase front instability in freezing soils // Cold Regions Science and Technology. 2010. Iss. 64 (1). P. 19–38. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2010.07.001.

3. Исаков А. Л., Бухов С. И. К оценке коэффициента морозного пучения глинистых грунтов земляного полотна при закрытой системе промерзания // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2021. № 1 (5 ). С. 92–98. DOI 10.52170/1815-9262_2021_56_92.

4. Experimental study on the volume and strength change of an unsaturated silty clay upon freezing / Zhenya Liu, Jiankun Liu, Xu Li, Jianhong Fang // Cold Regions Science and Technology. 2019. Vol. 157, January. P. 1–12.

5. СП 22.13330.201 . Основания зданий и сооружений : актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83* : с Изменениями № 1, 2, 3, 4. Москва : Стандартинформ, 2017. 228 с.

6. 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.

7. Калачук Т. Г. Химическое закрепление лессовых грунтов силикатизацией // Новая наука: опыт, традиции, инновации. 2015. № 4-2. С. 143–147.

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. Razuvaev D. A., Lanis A., Chakhlov M. 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. P. 366–371. DOI 10.3724/SP.J.1226.2021.21029.

10. 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 / ОАО «Российские железные дороги» ; Российский университет транспорта (МИИТ). Москва, 2021. 21 с.

11. ГОСТ 28 22–2012. Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости : с Поправкой, с Изменением № 1. Москва : Стандартинформ, 2019. 8 с.

12. ГОСТ 5180–2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. Москва : Стандартинформ, 2019. 20 с.

13. ГОСТ 1253 –2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. Москва : Стандартинформ, 2019. 20 с.