Пермские ученые разработали первую отечественную установку для испытания строительной геосинтетики

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) впервые создали отечественную установку, с помощью которой можно оценить поведение строительной геосинтетики в условиях, максимально приближенных к реальным. Разработка позволяет анализировать разные типы материалов и выбирать наиболее подходящий для конкретного объекта, что повышает надежность строительства даже на самых сложных территориях. На разработку получен патент.

В России огромные территории заняты слабыми грунтами: на заболоченных территориях, оползнеопасных склонах, в зонах вечной мерзлоты, пустынях и предгорьях. Чтобы возводить в этих местах дороги, здания или сооружения, инженеры используют геосинтетику — прочные полимерные материалы, похожие на плотную ткань или листы пластика, которые укрепляют основание и не дают ему разрушиться.

Для безопасности будущих объектов критически важно знать, как именно материал армирования будет взаимодействовать с грунтом. Проблема в том, что для проведения испытаний в России нет отечественного оборудования. Поэтому сегодня при проектировании применяются табличные значения, что часто приводит к перерасходу материалов или, наоборот, недостаточному укреплению.

Ученые Пермского Политеха создали первую отечественную установку для испытаний геосинтетических материалов. Она представляет собой силовую раму, состоящую из двух перпендикулярных замкнутых контуров (металлических прямоугольных рам), на которой размещены устройства вертикального нагружения и горизонтального вытягивания, имитирующие реальные нагрузки в грунте. Между рамами установлен жесткий короб с регулируемым зазором, внутрь которого укладывается образец грунта, горизонтально армированный геосинтетиком. Свободный край материала при этом пропускается через зазор короба и закрепляется в специальном зажиме для вытягивания.

«Для проверки готовой конструкции мы использовали слой тканого геосинтетического материала: его укладывали в песчаный грунт, который предварительно уплотняли и увлажняли в соответствии с методикой ГОСТ. Далее создавали вертикальное давление, при котором вытягивали материал армирования, фиксируя усилие. Именно этот показатель отражает, насколько прочно геосинтетика удерживается и какую нагрузку сможет выдержать укрепленное ею основание в реальных условиях», — рассказал один из авторов разработки, старший преподаватель кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ Максим Казаков.

Испытания подтвердили, что конструкция силовой рамы работает надежно. Полученные значения показали четкую закономерность: с увеличением вертикальной нагрузки сопротивление вытягиванию закономерно возрастало. Это означает, что методика работает корректно, а данные можно использовать для дальнейших расчетов при строительстве.

«Главное преимущество разработки в том, что она позволяет проводить испытания строго по национальному стандарту. Теперь инженеры могут получать данные испытаний для проектирования сооружений и сравнивать их с табличными значениями характеристик трения, что позволит принимать оптимальное проектное решение», — добавил еще один из разработчиков, заведующий кафедрой «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ, доктор технических наук Вадим Офрихтер.

По оценкам ученых, использование полученных данных при проектировании позволит подбирать наиболее подходящий материал, заранее оценивать риски и минимизировать риск аварийных ситуаций в процессе эксплуатации сооружения.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации