Ученые Шанхайского университета науки и технологий совместно с коллегами из НИТУ «МИСиС» протестировали популярные методы стабилизации глинистых почв с помощью летучей золы и мелких заполнителей из промышленных отходов на образцах почвы, полученных в Шанхае. Исследование было опубликовано в журнале Science and Engineering of Composite Materials.
Почвы побережья дельты реки Янцзы отличает высокая влажность, низкая плотность и высокая деформируемость. Свойства почв позволили региону стать крупнейшим сельскохозяйственным центром КНР, но в тоже время являются вызовом для развития строительной промышленности. При этом плотность населения Шанхая, одного из самых густонаселенных городов мира и самого быстроразвивающегося мегаполиса Китая, составляет 3800 человек на квадратный километр. Для поддержания устойчивого развития городской инфраструктуры и экономики необходимо обеспечить соответствие качества местных почв требованиям строительной индустрии.
Стабилизация позволяет улучшить несущую способность основания для поддержки тротуаров и фундаментов. Одними из самых распространенных модификаторов для стабилизации почвы являются летучая зола и мелкие заполнители из отходов промышленности. В ходе совместного исследования китайско-российская группа ученых протестировала данные модификаторы на образцах грунта, забранных на строительной площадке Парка высоких технологий Чжанцзян в Шанхае.
Ученые сравнили стабилизированные данными модификаторами образцы грунта с контрольными образцами. В ходе испытаний композит с содержанием летучей золы продемонстрировал лучший индекс пластичности, максимальную сухую плотность и более высокую прочность на сжатие по сравнению с образцами с примесью заполнителей из отходов. Таким образом, летучая зола может стать хорошим модификатором для стабилизации почв Шанхая для нужд гражданского строительства, уверены авторы исследования.
«Сотрудничество с Шанхайским университетом науки и технологий открывает новые горизонты, позволяет разрабатывать рекомендации по безопасности не только при освоении недр, но и при освоении земной поверхности, в частности, при строительстве зданий и других инженерных сооружений на слабых грунтах. Наша общая цель состоит в повышении безопасности освоения нашей Земли, ее поверхности и недр. Мы надеемся, что совместные разработки ученых НИТУ „МИСиС“ и Шанхайского университета науки и технологий способствуют этому», — отмечает Андриан Батугин, один из авторов исследования, д.т.н., профессор кафедры безопасности и экологии горного производства НИТУ «МИСиС».
Отметим, что специалисты научного центра геодинамической безопасности Горного института НИТУ «МИСиС» на протяжении многих лет сотрудничают с ведущими университетами Китая. «С 1990 г мы сотрудничаем с Ляонининским инженерно-технологическим университетом. В рамках сотрудничества мы развивали метод геодинамического районирования, проводили исследования по горным ударам (rock burst) на многих шахтах Китая. Также сотрудничаем с Китайским горным университетом в Пекине по вопросам геодинамической безопасности, проводили совместные исследования на опасной шахте Хуафэн, расположенной в провинции Шаньдун. Научный руководитель нашего научного Центра профессор Батугина Ирина Михайловна является лауреатом высшей государственной награды страны для иностранных учёных», — добавляет Андриан Батугин.
