Геомаркетинг » ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРОСАДОЧНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ НЕПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

DOI: https://doi.org/10.25296/1993-5056-2025-20-1-2-32-42

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 300 руб.

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРОСАДОЧНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ НЕПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Петров Н.А., Тихонов А.В.

Петров Н.А., Тихонов А.В., 2025. Возникновение просадочных свойств при засолении непросадочных грунтов в лабораторных условиях. Инженерная геология, Том ХХ, № 1–2, с. 32–42, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2025-20-1-2-32-42.

Исследование посвящено изучению влияния засоления на просадочные свойства изначально непросадочных грунтов в лабораторных условиях. Традиционно в инженерной геологии считается, что грунты, не обладающие просадочными свойствами, не могут приобрести их за относительно короткое время. Однако наблюдаемые в реальных условиях случаи изменения характеристик грунтов, где первично непросадочные грунты стали слабопросадочными после засоления и высыхания, свидетельствуют об обратном. Это послужило причиной для проведения настоящего исследования. Основная гипотеза заключается в предположении, что при засолении и последующем высыхании грунта происходит его разуплотнение за счет роста кристаллов соли в поровом пространстве, что создает значительное внутрипоровое давление. После замачивания такой грунт может проявить просадочные свойства. В ходе исследования были разработаны и применены три способа искусственного засоления грунтов: «в кольцах», «засоление монолитов» и «параллельные испытания при гигроскопической влажности». Лабораторные испытания проводились на образцах легких моренных суглинков Московской области ненарушенного сложения, которые первично были классифицированы как непросадочные. Результаты исследований показали, что искусственное засоление привело к значительному увеличению относительной просадочности грунтов. По способу засоления «в кольцах» относительная просадочность увеличилась в среднем на 67,70%. При «засолении монолитов» увеличение составило 47,12%. «Параллельные испытания при гигроскопической влажности» экспериментально подтвердили, что проявление просадочных свойств происходит именно за счет кристаллизации раствора гипса во внутрипоровом пространстве, что приводит к разуплотнению грунта. Наблюдались также косвенные признаки, такие как появление высолов гипса на поверхности образцов, небольшое увеличение их объема и снижение плотности (в среднем на 5,00%) с одновременным увеличением коэффициента пористости (в среднем на 7,50%).

1. Гольдштейн М.Н., Макаренко Н.М., 1970. Об определении просадочных свойств лессовых грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 6, с. 10–13.
2. Долматов Б.И., Ухов С.Б., 1988. Механика грунтов, основания и фундаменты. Стройиздат, Ленинград.
3. Кригер Н.И., Кузнецов А.Г., Мунц О.И., 1971. Косвенные методы оценки просадочных свойств лессовых пород. В сб. статей Труды Производственного и научно исследовательского института инженерных изысканий в строительстве, Том 12. Стройиздат, Москва, с. 191–260.
4. Ломизе Г.М., 1959. Зависимость просадочности от напряженного состояния лессового грунта. Гидротехническое строительство, № 11, с. 8–10.
5. Мустафаев А.А., 1978. Основы механики просадочных грунтов. Стройиздат, Москва.
6. Петрухин В.П., 1980. Рекомендации по определению деформационных свойств засоленных грунтов. Изд-во НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Москва.
7. Трофимов В.Т., 1999. Генезис просадочности лессовых пород. Изд-во Московского университета, Москва.
8. Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А., Голодковская Г.А., Васильчук Ю.К., Зиангиров Р.С., 2005. Грунтоведение, под ред. В.Т. Трофимова, 6-е изд., перераб. и доп. Изд-во Московского университета, Москва.
9. Трофимов В.Т., 2016. Об итогах инженерно-геологического изучения массивов лессовых пород северной Евразии. Изд-во Московского университета, Москва.
10. Цытович Н.А., 1983. Механика грунтов. Высшая школа, Москва.
11. Agha M.D.S., Al-Wazzan F.A., 2025. Evaluating the impact of gypsum content on the physical and hydraulic properties of soils in arid regions: a review. Asian Journal of Soil Science and Plant Nutrition, Vol. 11, Issue 1, pp. 217–225, https://doi.org/10.9734/ajsspn/2025/v11i1475.
12. Alonso E.E., Gens A., Josa A., 1990. A constitutive model for partially saturated soils. Géotechnique, Vol. 40, No. 3, pp. 405–430, https://doi.org/10.1680/geot.1990.40.3.405.
13. Casagrande A., 1936. The determination of the pre-consolidation load and its practical significance. Proceedings of the 1st International Conference on soil mechanics and foundation engineering, Cambridge, MA, USA, 1936, pp. 60–64.
14. Derluyn H., Prat M., 2024. Salt crystallization in porous media. John Wiley and Sons, Hoboken, NJ, USA.
15. Fredlund D.G., Morgenstern N.R., Widger R.A., 1978. Shear strength of unsaturated soils. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 15, No. 3, pp. 313–321, https://doi.org/10.1139/t78-029.
16. Jennings J.E., Knight K., 1975. A guide to construction on or with materials exhibiting additional settlement due to collapse of grain structure. Proceedings of the 6th regional Conference for Africa on soil mechanics and foundation engineering, Durban, Republic of South Africa, 1975, pp. 99–105.
17. Vavouraki A.I., Koutsoukos P.G., 2012. Kinetics of crystal growth of mirabilite in aqueous supersaturated solutions. Journal of Crystal Growth, Vol. 338, Issue 1, pp. 189–194, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2011.11.007.
18. Wu D., Chen M., Chen K., Zhang Z., Cai Q., 2025. An experimental study on the effect of desulfurized gypsum on geopolymersolidified soil. International Journal of Geomechanics, Vol. 25, No. 6, ID 10794, https://doi.org/10.1061/ijgnai.gmeng-10794.
19. Yu H., Liu E., 2020. Cyclic properties of artificially cemented gravel-silty clay mixed soils. Experimental Techniques, Vol. 44, Issue 5, pp. 573–589, https://doi.org/10.1007/s40799-020 00376-7.
20. Zhang Y., Song Z., Chen H., Ruan L., He S., 2023. Experimental study on collapsible and structural characteristics of artificially prepared loess material. Scientific Reports, Vol. 13, Issue 1, ID 4113, https://doi.org/10.1038/s41598-023-31397-y.
21. Zuo L., Lyu B., Xu L., Li L., 2022. The influence of salt contents on the compressibility of remolded loess soils. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 81, Issue 5, ID 185, https://doi.org/10.1007/s10064-022-02686-z.

ПЕТРОВ Н.А.
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, nikpetwrk@yandex.ru
Адрес: ул. Миклухо-Маклая, д. 23, г. Москва, 117997, Россия
ТИХОНОВ А.В.*
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, tikhonovav@mgri.ru

Petrov N.A., Tikhonov A.V.

OCCURRENCE OF SUBSIDENCE PROPERTIES IN SOILS DURING SALINIZATION IN LABORATORY CONDITIONS

Petrov N.A., Tikhonov A.V., 2025. Occurrence of subsidence properties in soils during salinization in laboratory conditions. Engineering Geology World, Vol. ХХ, No. 1–2, pp. 32–42, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2025-20-1-2-32-42.

The study aims to investigate the impact of salinization on the subsidence properties of initially non-subsiding soils under laboratory conditions. In engineering geology, it has traditionally been believed that soils without subsidence properties cannot acquire these properties in a relatively short period of time. However, observations of changes in soil characteristics in real-world conditions, where non-subsiding soils initially became weakly subsiding after salinization and drying, suggest the opposite. This led to the need for this study. The main hypothesis is that, during salinization and subsequent drying, the soil decompacts due to the growth of salt crystals within the pore space, creating significant intraporal pressure. Such a soil, after soaking, may exhibit subsidence properties. During the study, three methods of artificial salinization of soil were developed and implemented: “in rings”, “monolithic salinization”, and “parallel testing at hygroscopic moisture”. Laboratory tests were conducted on samples of light moraine loam from the Moscow Region with an undisturbed composition that were initially classified as non-subsiding. The results of the research have shown that artificial salinization leads to a significant increase in soil subsidence. According to the “in rings” salinization method, the relative subsidence increased by an average of 67.70%. During “monolithic salinization”, the increase was 47.12%. “Parallel testing at hygroscopic moisture” has confirmed that the occurrence of subsidence is due to the crystallization of gypsum solution within the soil, leading to soil decompaction. Other indirect signs include the appearance of gypsum efflorescences on the sample surface, a slight increase in volume, and a decrease in density (by an average of 5.00%) with a corresponding increase in porosity factor (by an average of 7.50%).

salinization soil subsidence salt crystallization soil decompaction laboratory research moraine loams gypsum

1. Goldstein M.N., Makarenko N.M., 1970. On the determination of subsidence properties of loess soils. Osnovaniya, Fundamenty i Mehanika Gruntov, No. 6, pp. 10–13. (in Russian)
2. Dolmatov B.I., Ukhov S.B., 1988. Soil mechanics, foundations, and foundations. Stroyizdat, Leningrad. (in Russian)
3. Kriger N.I., Kuznetsov A.G., Munts O.I., 1971. Indirect methods for assessing the subsidence properties of loesses. In collection of papers Proceedings of the Production and Research Institute of Engineering Surveys in Construction, Vol. 12. Stroyizdat, Moscow, pp. 191–260. (in Russian)
4. Lomize G.M., 1959. Dependence of subsidence on the stress state of loess soil. Gidrotekhnicheskoye Stroitelstvo, No. 11, pp. 8–10. (in Russian)
5. Mustafaev A.A., 1978. Fundamentals of mechanics of subsidence soils. Stroyizdat, Moscow. (in Russian)
6. Petrukhin V.P., 1980. Recommendations for determining the deformation properties of saline soils. Publishing house of the Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures, Moscow. (in Russian)
7. Trofimov V.T., 1999. Genesis of loess subsidence. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
8. Trofimov V.T., Korolev V.A., Voznesensky E.A., Golodkovskaya G.A., Vasilchuk Yu.K., Ziangirov R.S., 2005. Soil science, in V.T. Trofimov (ed.), 6th edition, revised and supplemented. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
9. Trofimov V.T., 2016. On the results of engineering geological studies of loess massifs in northern Eurasia. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
10. Tsytovich N.A., 1983. Soil mechanics. Vysshaya shkola, Moscow. (in Russian)
11. Agha M.D.S., Al-Wazzan F.A., 2025. Evaluating the impact of gypsum content on the physical and hydraulic properties of soils in arid regions: a review. Asian Journal of Soil Science and Plant Nutrition, Vol. 11, Issue 1, pp. 217–225, https://doi.org/10.9734/ajsspn/2025/v11i1475.
12. Alonso E.E., Gens A., Josa A., 1990. A constitutive model for partially saturated soils. Géotechnique, Vol. 40, No. 3, pp. 405–430, https://doi.org/10.1680/geot.1990.40.3.405.
13. Casagrande A., 1936. The determination of the pre-consolidation load and its practical significance. Proceedings of the 1st International Conference on soil mechanics and foundation engineering, Cambridge, MA, USA, 1936, pp. 60–64.
14. Derluyn H., Prat M., 2024. Salt crystallization in porous media. John Wiley and Sons, Hoboken, NJ, USA.
15. Fredlund D.G., Morgenstern N.R., Widger R.A., 1978. Shear strength of unsaturated soils. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 15,
No. 3, pp. 313–321, https://doi.org/10.1139/t78-029.
16. Jennings J.E., Knight K., 1975. A guide to construction on or with materials exhibiting additional settlement due to collapse of grain structure. Proceedings of the 6th regional Conference for Africa on soil mechanics and foundation engineering, Durban, Republic of South Africa, 1975, pp. 99–105.
17. Vavouraki A.I., Koutsoukos P.G., 2012. Kinetics of crystal growth of mirabilite in aqueous supersaturated solutions. Journal of Crystal Growth, Vol. 338, Issue 1, pp. 189–194, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2011.11.007.
18. Wu D., Chen M., Chen K., Zhang Z., Cai Q., 2025. An experimental study on the effect of desulfurized gypsum on geopolymersolidified soil. International Journal of Geomechanics, Vol. 25, No. 6, ID 10794, https://doi.org/10.1061/ijgnai.gmeng-10794.
19. Yu H., Liu E., 2020. Cyclic properties of artificially cemented gravel-silty clay mixed soils. Experimental Techniques, Vol. 44, Issue 5, pp. 573–589, https://doi.org/10.1007/s40799-020-00376-7.
20. Zhang Y., Song Z., Chen H., Ruan L., He S., 2023. Experimental study on collapsible and structural characteristics of artificially prepared loess material. Scientific Reports, Vol. 13, Issue 1, ID 4113, https://doi.org/10.1038/s41598-023-31397-y.
21. Zuo L., Lyu B., Xu L., Li L., 2022. The influence of salt contents on the compressibility of remolded loess soils. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 81, Issue 5, ID 185, https://doi.org/10.1007/s10064-022-02686-z.

NIKITA A. PETROV
Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting; Moscow, Russia; nikpetwrk@yandex.ru
Address: Bld. 23, Miklouho-Maclay St., 117997, Moscow, Russia
ANDREI V. TIKHONOV*
Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting; Moscow, Russia; tikhonovav@mgri.ru

Статьи из журнала

ВКЛАД ГЕОЛОГОВ В ПОБЕДУ СССР В ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЕ (К 80-ЛЕТИЮ ПОБЕДЫ)

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Автор: Трофимов В.Т.

Кратко охарактеризованы степень обеспеченности минерально-сырьевыми ресурсами СССР и Германии и их соотношение к концу 1940 г. в предвоенный период. Перечислены сложности в обеспечении промышленности Советского Союза в связи с оккупацией ...

ФИЛЬТРАЦИОННАЯ КОНСОЛИДАЦИЯ ШЛАМОВ ЗОЛОТОИЗВЛЕКАТЕЛЬНЫХ ФАБРИК КАК ОСНОВАНИЙ ДАМБ ЯРУСОВ НАРАЩИВАНИЯ

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Автор: Андреева Е.В.

Цель работы — исследование продолжительности фильтрационной консолидации шламов золотоизвлекательных фабрик в качестве оснований дамб ярусов наращивания и разработка рекомендаций по учету полученных результатов при строительстве. Образцы шламов были отобраны на ...

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРОСАДОЧНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ НЕПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Авторы: Петров Н.А., Тихонов А.В.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРОВАЛЬНЫХ КАРСТОВЫХ ВОРОНОК, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТАХ. Часть 2. ЭКСТРАПОЛЯЦИОННОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Авторы: Хоменко В.П., Борейша Е.В.

Во второй части статьи изложены принципы, на которых базируется методика экстраполяционного прогнозирования процесса эволюционной трансформации провальных карстовых воронок, формирующихся в дисперсных грунтах, и основные положения этой методики. С точки зрения ...

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КРОВЛИ СУБАКВАЛЬНЫХ МЕРЗЛЫХ ТОЛЩ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ ШЕЛЬФЕ п-ова ЯМАЛ ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Авторы: Балихин Е.И., Кошурников А.В.

По данным морских электромагнитных исследований методом зондирования становления поля в ближней зоне, выполненных на северо-западном участке шельфа Карского моря, и расчетов палеотемпературных сценариев для различных современных глубин моря, проведен анализ ...

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТА УРТУЙСКОГО БУРОУГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Автор: Лехов М.В.

Статья на примере Уртуйского буроугольного разреза (Забайкалье) иллюстрирует возможность представить: 1) в определенной степени эффективность применения системного подхода к оценке устойчивости борта карьера; 2) обоснование мер противооползневой защиты в условиях ...

ОБРАБОТКА ДАННЫХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕГЛУБОКИХ ВОДОНАПОЛНЕННЫХ СКВАЖИН

“Инженерная геология”, Том XX, № 1-2/2025

Авторы: Владов М.Л., Александров П.Н., Кризский В.Н.

Обработка данных сейсмоакустических исследований основана на построении «фазовых портретов» волновых пакетов, состоящих из разночастотных импульсов, распространяющихся в геологической среде с разными скоростями. В случае, когда импульсы волн во временно́й области ...