Вплив фільтрації лужних розчинів на деформаційні прояви в ґрунтовій основі інженерних споруд
Анотація
Проведено аналіз впливу статичного навантаження та втрат концентрованих лужних розчинів на деформаційні прояви в ґрунтовій основі і формування крену мостового крана. Методика досліджень включала лабораторні визначення фізико-механічних та просадкових властивостей ґрунтів, зокрема, елювіально-делювіальних суглинків, визначення хімічного складу ґрунтових вод на досліджуваній ділянці та оцінки розчинення твердої фази лужним розчином з використанням рентгенофлуоресцентного спектрометра СЕР-01 ElvaX Plus, варіативні розрахунки осадки та просадки на основі стандартних методик з урахуванням часткового розчинення твердої фази ґрунту.
Лабораторними дослідженнями встановлені компоненти (Al2O3, Fe2O3, CaO, K2O) та їх частка у масі твердої фази елювіально-делювіального суглинку (до 13.3%), що можуть переходити в більш розчинні солі у концентрованому лужному розчині. Це створює умови для розвитку просадки хімічного походження, суттєво більшої порівняно з деформаціями ґрунту в умовах фільтрації нейтральних розчинів.
Проведені розрахунки осадки та просадки без та з урахуванням хімічного впливу на ґрунти в основі фундаменту споруди показали, що критичні деформації, що призводять до неприпустимого крену між елементами конструкції мостового крану понад 0,004, формуються лише у разі нерівномірних просадок хімічного походження понад 5…10 см. Розраховані деформації та крени відповідають виявленим деформаціям та крену між колонами крана, які перевищили максимально допустиме значення у 2016 р. і негативно вплинули на умови експлуатації даної споруди. При цьому, погіршення несучої здатності ґрунтів внаслідок впливу лужного розчину відбувається навіть після технічної меліорації ґрунтів, проведеної понад 20 років тому назад. Питома вага розчиненої твердої фази в ґрунті оцінюється у 1-1,5%, що відповідає результатам впливу сильних лужних розчинів, оціненого у цій роботі та в інших дослідженнях.
Отримані результати можуть бути застосовані при прогнозуванні умов довготривалої експлуатації споруд на ґрунтах, через які фільтруються хімічно агресивні розчини.
Завантаження
Посилання
Shutenko L.N., Rud A.G., Kichaev O.V. et al. (2015). Soil mechanics, bases and foundation. Kharkiv: A.N. Beketov KNUGH, 501.
Lysenko M.P. (1980). Composition and physicomechanical properties of soils. Moscow: Nedra, 271.
Dzhamanbaev M.J., Omuraliyev S.B. (2017). Influence of moisture on the slope stability and strength properties of clay soil. Problems of modern science and education. 5 (87), 116–119.
Kolpashnikov G.A., Al-Tamimi Saif Sami Hussein, Al-Hasnawi Raed Mahmoud Abdull-Hussein, & Kroshner I.P. (2010). Influence of humidity and salts on the strength and deformation properties of dispersed soils. Bulletin of Belarusian National Technical University. 2, 5–7.
Ikard S.J., Rittgers J., Revil A., Mooney M.A. (2015) Geophysical Investigation of Seepage Beneath the Earthen Dam. Ground Water. 53(2), 238-250. https://doi.10.1111/gwat.12185.
Tymoschuk V.I., Papusha T.V., Golovko V.T. (2018). The experience of determining the deformation properties of metallurgical slag in the reconstruction of blast furnace #3 of the plant "Zaporizhstal". Proceedings of National Mining University. 54, 253–261.
Tymoshchuk V., Tishkov V., Soroka Yu. (2018). Hydro- and Geomechanical Stability Assessment of the Bund Wall Bottom Slope of the Dniprovsk Tailing Dump. Mining of Mineral Deposits. Ukrainian School of Underground Min-ing. National Mining University. "LizonoffPress", Dnipro, 12, 1, 39–47.
Sadovenko I.O., Derevyagina N.I. (2012). On activation of loess landslide massif potential.Scientific Bulletin of National Mining University, 2, 80–84.
Yang Chen, Wen Zhao, Yong Huang, Pengjiao Jia. (2019). Investigation of land subsidence based on column ele-ment settlement model in soft-soil area. Geofluids, 2019, 16. https://doi.org/10.1155/2019/9530135.
Sarah D., Syahbana A.J., Fajar Lubis R., Mulyono A. (2011). Modelling of land subsidence along Tanah Mas-Pelabuhan section Semarang city using finite element method. Riset geologi dan pertambangan, 21, 2, 105–119.
Mulyukov E.I. (2008). The consequence of alkalization of clay soils of the foundations. Bulletin of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkorstan. 4, 44–49.
Perkova T.I., Rudakov D.V. (2014). Investigation of leaching of fractured rocks under the influence of mineralized mine water. Scientific Bulletin of National Mining University, 5, 5-10.
Zanaveskin K.L., Maslennikov A.N., Zanaveskina S.M., Dmitriev G.S., Zanaveskin L.N., Politova E.D., Vlasenko V.I. (2018). Leaching of SiO2 and Al2O3 Impurities with a Sodium Hydroxide Solution from the Leukoxen of the Yarega Field. Chemical Technology. 19(4), 161–172.
Kutus B., Gács, A., Pallagi A., Pálinkó I., Peintler G., Sipos P. (2016) A comprehensive study on the dominant for-mation of the dissolved Ca(OH)2(aq) in strongly alkaline solutions saturated by Ca(II) RSC Advances 6(51). 45231-45240. https://doi.org/10.1039/c6ra05337h.
Galtsev O.V., Galtseva O.A. (2018). Mathematical modeling of the process of underground leaching at the macro-scopic level. Scientific statements of Belarusian National Technical University. 50(4), 478–486. https://doi.10.18413/2075-4639-2018-50-4-478-486.
Pobereznyi L.Ya, Poberezhna L.Ya, Maruschak P.О., Panin S.V. (2017) Assessment of Potential Environmental Risks from Saline Soils Subsidence. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 50, 7. https://doi.10.1088/1755-1315/50/1/012046
Michuta O.R., Vlasyuk A.P., Martynyuk P.N. (2013). Modeling the effect of chemical suffusion on filtration consol-idation of saline soils in non-isothermal conditions. Mathematical Modeling. 2(25), 3–18.
Zheleznyakov G.V. Ibadzade Yu.A., Ivanov P.L. et al. Nedriga P.V. (Eds.) (1983). Hydrotechnical construction. Moscow: Stroyizdat, 543.
Designer reference. Metal structures in two volumes. (1998). Moscow: ABC, 512.
Rosstandart (Effective from 2019-01-09) Soils. (2018). The method of laboratory determination of carbonate con-tent: GOST 34467-2018, 12.
Ministry of Health of Russia (Effective 2002-01-01) Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems. Quality control. Hygienic requirements for ensuring the safety of hot water supply systems: Moscow, SanPiN 2.1.4.1074-01, 62.
Shvartsev S.L. (1996) General hydrogeology. Moscow, Nedra, 424.
The basics and the foundation of the equipment. (2009). Design guidelines: DBN V.2.1-10-2009. Kyiv, Minre-gionbud of Ukraine, 82.
Авторське право (c) 2019 Рудаков Д. В., Тимощук В. І., Глущенко Н. О.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
