Создан на основании решения Ученого Совета ПГТУ,
Протокол №7 от 27 мая 2011 г.
|
Деятельность
тел: 219-83-77
время работы: 9:00 18:00
рабочие дни: пн.–пт. Пермь, ул. Куйбышева, 109 корп. СТФ ПНИПУ, оф. 016
|
Научно-исследовательская деятельность
ЦТИМС "МИКС" осуществляет следующие виды научной деятельности:
Исследование работы грунтовых оснований, армированных геосинтетическими материалами Выполняется исследование работы грунтовых оснований, армированных геосинтетическими материалами, с целью их оптимального использования при строительстве на территориях, подверженных деформированию грунтовых оснований. При этом решаются следующие задачи:
По результатам данного исследования защищена кандидатская диссертация.
Использование геотермальных ресурсов при проектировании систем отопления и кондиционирования зданий
Геотермальные ресурсы (тепловая энергия грунта) имеют широкую область применения. В частности их используют для отопления и кондиционирования зданий, обогрева мостов и дорожного полотна, туннелей метрополитенов и других инженерных сооружений.
Интенсивное внедрение энергетических систем, систем использующих геотермальную энергию, началось в 1980-х годах в Австрии и Швейцарии. Толчком для развития послужили общие тенденции в науке и набирающее обороты экологическое движение в мире, что стимулировало исследования в области поиска альтернативных, не углеводородных, источников энергии.
В настоящее время данные технологии широко применяют во многих странах, таких как: Канада, Австралия, США, большинство европейских стран, имеются примеры внедрения в станах с тропическим климатом. В России данные технологии на сегодняшний день применяются крайне редко. Наиболее важным и актуальным вопросом для развития этой технологии является вопрос применимости и эффективности данной системы в наших климатических и геологических условиях.
Для решения вопроса, на примере условий Пермского края, на протяжении последних лет нами проводятся исследования, направленные на разработку практических методик расчета и проектирования систем отопления и кондиционирования зданий с использованием тепловой энергии грунта. По результатам данного исследования защищена кандидатская диссертация.
Изучение влияния нового строительства на существующую застройку
Совершенствование методик, позволяющих учесть степень влияния различных факторов нового строительства на деформации существующих зданий и сооружений позволит избежать получения существующими зданиями недопустимых повреждений, приводящих к аварийным ситуациям. По результатам данного исследования защищена кандидатская диссертация.
Изучение влияния транспортной вибрации на городскую застройку
Как известно, к основным источникам вибрации относятся строительные работы и работа промышленного оборудования. Однако в условиях города основным источником вибрации является транспорт. Особенно заметно его воздействие на старую застройку в исторической части города. Здесь обычно проходят узкие улицы, проложенные при закладке города, которые за время развития города превратились в оживленные магистрали. Строения на таких улицах расположены близко к проезжим частям, часто отделены от них лишь тротуаром. Несмотря на то, что нормативными документами установлена минимальная ширина улицы в красных линиях, в условиях исторической застройки эти нормы не соблюдаются, в случае нового строительства эти требования также не всегда выполняются. Вибрация оказывает негативное воздействие на человека, вызывая заболевания слуха, зрения, систем кровообращения и нервно-мышечной, а также влияя на работу мозга. Восстановление организма после прекращения действия вибрации происходит дольше, чем длилось воздействие. Также вибрационное воздействие оказывается и на конструкции зданий и сооружений – происходит накопление микродеформаций и микроперемещений, возможно возникновение и развитие трещин, что влечёт за собой снижение прочности конструкций. Кроме того, происходит воздействие и на грунт – изменяются свойства грунта, уменьшается несущая способность грунта. Предотвратить вибрационное воздействие или снизить его можно с помощью проведения комплекса мероприятий, таких как:
В настоящее время наиболее подробно изучены воздействия механизмов и технологического оборудования. Проводятся исследования в области устройства свайных фундаментов. Меньше всего изучено вибрационное влияние транспорта. Большая часть работ посвящена вибрационному воздействию рельсового транспорта, меньшая часть работ исследует влияние автотранспорта. На данный момент существуют следующие проблемы:
Наиболее важными мероприятиями являются:
Проведение комплекса мероприятий позволит:
Изучение устойчивости откосов, склонов и оползнеопасных территорий, усиленных геосинтетическими материалами
В связи с ростом потребности в земельных площадях под строительство, в условиях плотной городской застройки возникла необходимость в использовании склонов, откосов, оврагов. При строительстве в таких условиях часто наблюдаются повреждения несущих конструкций вследствие неравномерности осадок или потери устойчивости основания. Таким образом, возникают задачи усиления грунтового основания и проведение мероприятий по обеспечению устойчивости откосов, склонов, оползнеопасных территорий. Выбор несущих оснований и типа фундаментов зданий и сооружений на оползнеопасных территориях должен проводиться с использованием вариантного проектирования, расчетов и сопоставления технико-экономических показателей. В этом случае применение геосинтетических материалов при реконструкции и новом строительстве на склонах, откосах и оврагах является наиболее приемлемым вариантом, с точки зрения обеспечения конструкционной безопасности и экономичности.
В настоящее время в городе Перми ведется интенсивное строительство по освоению склоновых территорий, большое количество которых является отличительной особенностью нашего городского рельефа. Применяемые инженерные решения для строительства на оползнеопасных участках, например, инъецирование или устройство подпорных стен, стоят колоссальных трудовых и финансовых вложений. Адекватной альтернативой этим методам является применение современных геосинтетических материалов для укрепления урбанизированных склонов. Геосинтетики – тонкие, гибкие, синтетические листовые материалы, улучшающие строительные свойства грунтов. Геосинтетические материалы используются в строительстве для сепарации, армирования, дренажа, фильтрации, защиты от эрозии. Функциональное назначение геосинтетического материала определяет область его применения. Грунт хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение. Увеличить сопротивление грунтов растяжению можно с помощью армирования. При строительстве на слабых грунтах армирование насыпи исключает необходимость длительной пригрузки основания или замещения слаб Принимая во внимание сложность и относительную новизну решений, а также дефицит нормативно-технических документов, регламентирующих подобные решения, как показывает практический опыт, проектирование и строительство таких объектов должно проводиться при геотехническом сопровождении. Геотехническое сопровождение позволяет не только обеспечить безопасность и качество строительства, но его результаты служат необходимым базисом для развития теории расчетов, проектирования и технологий строительства с использованием геосинтетических материалов.
Изучение физико-механических свойств полускальных грунтов и их использования в качестве оснований фундаментов
Строительство и проектирование на полускальных грунтах в настоящее время является проблематичным для многих стран мира. В частности, в России вопросы строительства на полускальных грунтах в нормативной и рекомендательной литературе освещены крайне слабо. С одной стороны, полускальные грунты являются надежным основанием для зданий и сооружений, поскольку в ходе литогенеза, при развитии процессов уплотнения, обезвоживания и цементации, они изменились от малопрочных, высокодеформирующихся отложений до прочных, водостойких, малодеформирующихся скальных и полускальных грунтов. Однако полускальные грунты еще не утрачивают своей гидрофильности и физико-химической активности. Обобщение результатов многочисленных опытов показало, что на предел прочности скальных и полускальных грунтов влияет их минеральный состав, структурно-текстурные особенности, трещиноватость, физико-химическая и биохимическая обстановка в основании эксплуатируемых зданий и сооружений, размер образцов, характер их поверхности и условия опыта. Очевидно, что решение проблемы достоверной оценки несущей способности полускальных грунтов возможно лишь на основе комплексного подхода. Оценка несущей способности полускальных грунтов оснований, как правило, основана на положениях СНиП 2.02.02–85, где прочностные и деформационные свойства полускальных пород характеризуются пределом прочности на одноосное сжатие Rс < 5 МПа, для скальных пород Rс > 5 МПа. В то же время существующий подход к исследованию глинистых пород в практике геотехнических и инженерно-геологических исследований направлен на оценку плотности, влажности и показателя консистенции. Показатели механических свойств обычно коррелируются с показателями консистенции, что не является корректным для трещиноватых литифицированных глин с жесткими структурными связями. Исходя из условий залегания рассматриваемых грунтов (15-30 м от поверхности земли), становится ясно, что оценка несущей способности полускальных грунтов важна при проектировании свайных фундаментов глубокого заложения, прежде всего свайных. Согласно СНиП 2.02.03-85 выделяют две схемы взаимодействия свай с грунтом: висячие сваи и сваи-стойки. Определяющим фактором при назначении той или иной схемы является модуль деформации грунтов. При рассмотрении полускальных грунтов в сухом состоянии E>50 МПа свая работает как стойка. При замачивании данных грунтов в лабораторных условиях (без предварительного обжатия) такие полускальные грунты существенно теряют в прочностных и деформационных свойствах, а модуль деформации снижается до E<50 МПа. При расчете несущей способности сваи-стойки согласно СНиП 2.02.03-85 учитывается лишь сопротивление грунта под нижним концом сваи. Сопротивление по боковой поверхности сваи-стойки в настоящее время не учитывается строительными нормами, что явно занижает несущую способность свай. Таким образом, ставится проблема оценки прочностных и деформационных свойств полускальных грунтов как основания для свайных фундаментов и определение действительной модели работы свайного фундамента в данных условиях.  |
