У Пермi визначили, як вода впливає на міцність ґрунтів.

Стаття опублікована в журналі Soil Mechanics and Foundation Engineering. Дослідження проведено в рамках програми стратегічного академічного лідерства «Пріоритет 2030». Елювіальні тверді глини та пісковики неоднорідні за своїм складом. Вони містять елементи різної щільності та міцності, а простір між ними заповнено пилувато-глинястою масою. Коли вода вбирається в ґрунт, ці цементуючі зв'язки руйнуються, і зростає його пористість. При цьому початкова щільна структура не відновлюється навіть після висихання. Тому водонасичення та розм'якшення таких ґрунтів негативно впливають на їхню міцність.

Оскільки елювіальні тверді глини та пісковики часто стають основою для закладання фундаментів, погіршення їх механічних властивостей може призвести до втрати стійкості споруд, осідань і провалів конструкцій. Вирішити проблему допоможе дослідження вчених Пермського Політеху. Вони спільно зі спеціалістами Санкт-Петербурзького гірничого університету провели експерименти, щоб з'ясувати, як змінюються характеристики ґрунтів при водонасиченні.

Експерти підготували зразки, кожен з яких випробували на стійкість до вертикальних сжимаючих навантажень, компресійне стиснення, а також одноплощинний зріз для перевірки зчеплення та кута внутрішнього тертя. Ці характеристики імітують тиск фундаменту будівлі, а показники, які отримують в результаті, дозволяють правильно розрахувати тиск, який може витримати ґрунт в основі споруд.

На основі цих даних при проектуванні фундаментів вчені Пермського Політеху та Санкт-Петербурзького гірничого університету рекомендують передбачати захист елювіальних ґрунтів на час вскриття котловану, застосовувати водозахисні заходи та залишати в виробці ґрунтовий шар від п’яти до 20 сантиметрів – так званий «недобір». Важливо також не допускати тривалих перерв від кількох місяців і більше при виконанні земляних робіт.

Дослідження вчених дозволяє враховувати зміни в механічних характеристиках ґрунтів після водонасичення, що, в свою чергу, допоможе уникнути аварійних ситуацій, знизити витрати на укріплення ґрунтів в основі фундаменту, а також підвищити надійність і довговічність зводимих будівель.