Экспериментальные исследования теплофизических свойств грунта, закрепленного методом струйной цементации

Преобразование слабых грунтовых оснований при строительстве зданий и сооружений в криолитозоне можно рассматривать как конструктивное мероприятие, позволяющее обеспечивать их длительную эксплуатационную пригодность в условиях потепления климата. Инновационным для криолитозоны является закрепление грунта по технологии струйной цементации, в результате применения которой образуется новый материал – грунтоцемент. На данный момент не исследованы теплофизические свойства грунтоцемента, необходимые для прогнозирования термонапряженно-деформированного состояния преобразованных оснований из многолетнемерзлых грунтов в условиях потепления климата. В нормативных документах отсутствуют теплофизические характеристики грунтоцемента, учитывающие грунты в его составе и технологию устройства грунтоцементных элементов. В результате проведенных в НИИСФ РААСН лабораторных испытаний установлены плотность, влажность, водопоглощение и теплопроводность образцов грунтоцемента. Коэффициент теплопроводности λ определялся прибором ИВТП-12, принцип работы которого базируется на диэлькометрическом методе измерений свойств веществ. Были впервые установлены характеристики теплопроводности грунтоцемента в талом (λ_th) и мерзлом (λ_f) состояниях при различных показателях влажности W и плотности ρ образцов. Для грунтоцемента, полученного в глинистых и песчаных грунтах, построены графики и установлены зависимости теплопроводности грунтоцемента от его плотности.

Н.С. НИКИФОРОВА¹, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
О.А. МАКОВЕЦКИЙ², д-р техн. наук;
И.В. БЕССОНОВ³, канд. техн. наук,
А.В. КОННОВ³, канд. техн. наук

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614000, г. Пермь, Комсомольский пр., 29)
³ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

1. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Влияние преобразования грунтов криолитозоны на их температурное состояние в основании здания // Жилищное строительство. 2022. № 9. С. 12–17. DOI: 10.31659/0044-4472-2022-9-12-17
2. Шепитько Т.В., Артюшенко И.А. Влияние вертикальных столбов из щебня на криогенные процессы грунтов основания земляного полотна // Транспортные сооружения. 2019. Т. 6. № 4. DOI: 10.15862/10SATS419
3. Никифорова Н.С., Конов А.В. Применение пеностекла для защиты деградирующих грунтов криолитозоны // Construction and Geotechnics. 2023. Т. 14. № 1. С. 99–110. DOI: 10.15593/2224-9826/2023.1.08
4. Бессонов И.В., Жуков А.Д., Боброва Е.Ю. Исследования теплоизоляционных свойств щебня из пеностекла в основаниях автомобильных дорог в многолетнемерзлых и пучинистых грунтах // Транспортное строительство. 2022. № 2. С. 12–15.
5. Маковецкий О.А., Рубцова С.С. Особенности применения технологии Jet-grouting в многолетнемерзлых грунтах // Фундаменты. 2022. № 1. С. 6–7.
6. Зуев С.С., Каменских Е.М., Маковецкий О.А. О возможности применения технологии струйной цементации грунта в зоне многолетнемерзлых грунтов // Жилищное строительство. 2022. № 9. С. 1–8. DOI: 10.31659/0044-4472-2022-9-32-39
7. Патент РФ 2431134. Способ и устройство для экспрессного определения влажности и теплопро-водности неметаллических материалов. Ройфе В.С. Заявл. 25.06.2010. Опубл. 10.10.2011.
8. Патент РФ 82311. Комплект экспресс-измерителя влажности и теплопроводности твердых материалов. Ройфе В.С. Заявл. 05.04.2011. Опубл. 16.07.2012.
9. Ройфе В.С. Физическая сущность корреляции между тепло- и электрофизическими характеристиками неметаллических материалов // Измерительная техника. 2012. № 2. С. 56–59.
10. Черняков А.В., Готман Ю.А. Расчетная прочность грунтоцементных свай // Наука и техника в дорожной отрасли. 2011. № 4. С. 16–17.
11. Шепитько Т.В., Луцкий С.Я., Черкасов А.М. Организационно-технологический регламент строительства геотехнических сооружений на мерзлоте. Сборник докладов расширенного заседания научного совета по криологии земли РАН «Актуальные проблемы геокриологии». М., 2018. Т. 2. С. 118–123.