Закономерности формирования состава, строения и свойств грунтов и совершенствование методов их исследований

Отчетный год 2014

I. Отрасль науки: 04.00.00

II. Приоритетное направление: Комплексные фундаментальные исследования вещества и динамики геосфер Земли, разработка моделей её глубинного строения, открытие новых минералов и создание новых материалов.

III. Код ПН 6, код ТП _____,

IV. Код ПНР 6.

КРАТКИЙ АННОТАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ

РАБОТЕ ПО ТЕМЕ:

1. Закономерности формирования состава, строения и свойств грунтов и совершенствование методов их исследований

1.1. Фундаментальная

1.2. УДК 624.131

1.3. 01201158373

1.4. Геологический факультет

1.5. Кафедра инженерной и экологической геологии, лаборатория грунтоведения и технической мелиорации грунтов

2. РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ

2.1.

2.2. доктор геол.-минерал. наук, профессор

2.3. 939-12-29

3. ИСТОЧНИКИ И ОБЪЕМЫ ФИНАНСИРОВАНИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ И ОСВОЕННЫЕ

4. РЕЗУЛЬТАТЫ

4.1.  Установлено, что особенности состава и строения гидротермальных глинистых грунтов определяют формирование в них специфических физико-химических и физико-механических свойств: высокую сорбционную способность, удельную поверхность, ЕКО, хрупкое разрушение при мягко-пластичной и скрытотекучей консистенция. Работа выполнена на оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.

4.2. Создана база данных о составе, свойствах неизмененных эффузивных пород, насчитывающая более 5000 образцов, выявлены петрогенетические закономерности формирования и изменения свойств четвертичных эффузивов основного-среднего состава, установлены закономерности преобразования вулканогенных пород и их свойств под воздействием современных гидротермальных процессов и показано их влияние на инженерно-геологические условия геотермальных районов; выявлены особенности образования миндалекаменных текстур в метавулканитах под действием низкотемпературного метаморфизма, показано их влияние на физико-механические свойства.

4.3. Впервые разработан проект ГОСТ Р «ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов». Проект прошел публичное обсуждение, экспертизу ТК 465 «Строительство» и передан на утверждение в Ростехрегулирование.

Установлен ряд существенных различий в развитии полных и локальных деформаций глинистых грунтов независимо от диапазона рассматриваемых деформаций и скорости деформирования образцов; показана зависимость деформируемости глинистых грунтов от скорости нагружения в диапазоне малых деформаций: увеличение деформируемости при увеличении скорости нагружения (в одном и том же диапазоне деформаций), а также снижение модуля деформации при увеличении предельной деформации и неизменной скорости нагружения.

Исследованы условия возникновения состояния деформационной неустойчивости в связных грунтах, которое рассматривается как их докритическое состояние, предшествующее разрушению, связывается с началом разрушения значительного количества структурных связей и проявляется, прежде всего, в увеличении скорости деформирования. Установлено, что состояние неустойчивости в глинистых грунтах возникает при осевой деформации в диапазоне от 2,5 до 5,0% при соотношении касательных и нормальных напряжений в диапазоне 0,39 до 0,64. Работа выполнена на оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.

4.4. Изучены закономерности испарения влаги на модельных образцах; выявлено влияние структурных особенностей песчаных грунтов на параметры испарения из них влаги по данным детального исследования структуры грунтов с помощью РЭМ; установлены зависимости между параметрами испарения и величиной потенциала влаги; определена величина интенсивности испарения и выявлены закономерности испарения влаги с поверхности песчаных и глинистых грунтов в полевых условиях.

4.5. Проведен анализ имеющихся сведений по составам и свойствам промышленных отходов: фосфогипс, нефелиновый шлам, лигнин и лигносульфонат кальция, известьсодержащий отход; определена область использования отходов в производстве строительных материалов; выявлено влияние указанных отходов на свойства строительных материалов; проведена оценка возможности использования лигносульфонатов и известьсодержащих отходов для поверхностного и глубинного укрепления грунтов.

4.6. На основе сравнительного анализа кислотной буферности различных минералов и органических соединений, входящих в состав дисперсных грунтов, показано, что суммарная кислотная буферность грунтов обусловливается их генезисом и направленностью процессов выветривания в современных природных условиях. Наиболее благоприятными для формирования высокой кислотной буферности являются условия, характерные для территорий с аридным климатом и недостаточным увлажнением, что способствует накоплению в грунтовых массивах большого количества типоморфных минералов.

На основе экспериментального материала и физико-химического моделирования разработана концепция кислотных буферных зон для дисперсных грунтов, модифицированных порошкообразными гидравлическими вяжущими, жидким стеклом и конденсационными смолами.

4.7. По теме изданы 2 монографии, опубликовано 19 статей, сделано 18 докладов.

5. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Микростроение, наностроение, минеральные наночастицы, гидротермальные глины, гидротермальные процессы, физико-механические свойства, вулканогенные породы, постгенетические преобразования, акустическая эмиссия, низкотемпературный метаморфизм, грунты, динамические свойства, деформационная неустойчивость, малые деформации, термовлагоперенос, температурный градиент, фазовый состав грунта, песок, испарение влаги, микростроение песка, кислотная буферность природных грунтов, гидравлические, коллоидные и конденсационные вяжущие, классификация кислотной буферности модифицированных грунтов, фосфогипс, нефелиновый шлам, лигнин, лигносульфонат кальция, известьсодержащий отход, погребенные почвы, лессовые породы, циклитное строение толщ, состав и свойства погребенных почв.

Подпись руководителя работы _____________________