Пензев А.П., Самарин Е.Н., Чернов М.С., Ермолинский А.Б., Фуникова В.В., Соколов В.Н.
Пензев А.П., Самарин Е.Н., Чернов М.С., Ермолинский А.Б., Фуникова В.В., Соколов В.Н., 2023. Закрепление песчаных и пылеватых грунтов модифицированным раствором эпоксидной смолы. Инженерная геология, Том ХVIII, № 3, с. 52–65, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2023-18-3-52-65.
При том наборе вяжущих веществ, которые применяются в настоящее время для инъекционной обработки массивов дисперсных грунтов, характеризующихся значениями коэффициента фильтрации Kф меньше 2–5 м/сут, использование метода пропитки сопряжено с серьезными трудностями. Авторами предложен оригинальный состав рабочего раствора для инъекционного упрочнения мелких и пылеватых песков на основе суспензии коллоидного кремнезема и алифатической эпоксидной смолы. Приведены основные физические свойства раствора, охарактеризованы прочность и долговечность геля, образующегося после
твердения раствора. Оценено влияние температуры на продолжительность индукционного периода. В качестве объектов исследования использованы мелкие (с Kф от 1 до 8 м/сут) и пылеватые (с Kф от 0,4 до 0,8 м/сут) пески. Пропитка искусственно сформованных образцов проведена под давлением 0,20–0,35 МПа в разборной инъекционной колонне, позволившей оценить влияние гранулометрического состава песков на их инъецируемость (эффективность распространения рабочего раствора при фиксированном давлении): в мелко-, среднезернистый песок раствор проникает на 1,50 м, в тонко-, мелкозернистые пески — на
0,15 м. Пористость песков после инъецирования уменьшается с 39–45% до 11–15%. Показано, что уже в первые сутки после инъецирования прочность модифицированных песков на одноосное сжатие достигает 0,8–1,0 МПа, возрастая до 2,1 МПа при хранении образцов в воздушно-влажной среде в течение 6 мес., и уменьшаясь до 0,4–0,5 МПа при хранении под водой. Деформация набухания образцов песков, закрепленных алифатической эпоксидной смолой, не превышает 1%. Детально изучено микростроение закрепленных песков. Показано, что для закрепленных песков характерна специфическая скелетно-матричная микроструктура.
1. Аринушкина Е.В., 1970. Руководство по химическому анализу почв, 2-е изд., перераб. и доп. Изд-во Московского университета, Москва.
2. Воронкевич С.Д., 2005. Основы технической мелиорации грунтов. Научный мир, Москва.
3. Воронкевич С.Д., 2015. Техническая мелиорация грунтов. Академическая наука, Москва.
4. Воронкевич С.Д., Евдокимова Л.А., Емельянов С.Н., Ларионова Н.А., Сергеев В.И., 1981. Состав для закрепления грунта. Авторское свидетельство № SU889792A1 от 19.12.1981.
5. Воронкевич С.Д., Евдокимова Л.А., Ларионова Н.А., Сергеев В.И., 1981. Опыт применения инъекционного раствора на основе эпоксидной смолы для уплотнения скальных осадочных пород в районе створа Рогунской ГЭС. Гидротехническое
строительство, № 10, c. 15–18.
6. Демина В.А., 2006. Химия диэлектриков. Электронное издание, Москва.
7. Ларионова Н.А., Самарин Е.Н., 2021. Методические основы лабораторных исследований при физико-механическом укреплении грунтов, под ред. Е.А. Вознесенского. Геоинфо, Москва.
8. Пензев А.П., 2020. Опыт закрепления флювиогляциальных песков модифицированным раствором коллоидного кремнезема. Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2020», секция инженерной геологии. URL: https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=1705357176&tld=ru&lang=ru&name=113336_uid447686_report.pdf (дата обращения: 15.08.2023).
9. Пензев А.П., Самарин Е.Н., 2022. Инъекционный состав для закрепления пескосодержащего массива. Патент на изобретение № RU2785603С1 от 09.12.2022.
10. Пензев А.П., 2021. Определение эффективного радиуса закрепления мелкозернистых песчаных грунтов. Материалы
Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2021», секция инженерной геологии.
URL: https://conf.msu.ru/archive/Lomonosov_2021/data/22050/128357_uid447686_report.pdf (дата обращения: 15.08.2023).
11. Ржаницын Б.А., 1986. Силикатизация песчаных грунтов в строительстве. Стройиздат, Москва.
12. Ржаницын Б.А., Курденков Л.И. (ред.), 1986. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83). Стройиздат, Москва.
13. Самарин Е.Н., 2012. Современные инъекционные материалы и их использование для улучшения свойств грунтов. Геотехника, № 4, c. 4–12.
14. Самарин Е.Н., 2015. К вопросу классифицирования инъекционных материалов. Геотехника, № 4, с. 42–51.
15. Самарин Е.Н., Кравченко Н.С., Чернов М.С., 2017. Защитные проницаемые реакционные барьеры на основе коллоидного кремнезема. Комплексные проблемы техносферной безопасности. Безопасный город и методы решения экологических проблем окружающей среды, Материалы XIII научно-практической конференции, посвященной 85-летию гражданской обороны России и Году экологии в России, Москва, 2017, c. 163–172.
16. Самарин Е.Н., Попова А.М., Чернов М.C., 2015. Закрепление песчаных грунтов раствором коллоидного кремнезема. Геотехника, № 5, c. 32–39.
17. Самарин Е.Н., Родькина И.А., Кравченко Н.С., 2018. Эффективность сорбционных экранов на основе инъекционных материалов. Комплексные проблемы техногенной безопасности. Актуальные вопросы безопасности при формировании
культуры безопасной жизни, Материалы XIV Международной научно-практической конференции, посвященной Году культуры безопасности, Воронеж, 2018, c. 49–53.
18. Трофимов В.Т., Королев В.А. (ред.), 2017. Лабораторные работы по грунтоведению, 3-е изд. КДУ, Университетская книга, Москва.
19. Agapoulaki G.I., Papadimitriou A.G., 2018. Rheological properties of colloidal silica grout for passive stabilization against liquefaction. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 30, Issue 10, ID 4018251, https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002377.
20. Butrón C., Gustafson G., Fransson Å., Funehag J., 2010. Drip sealing of tunnels in hard rock: a new concept for the design and evaluation of permeation grouting. Tunnelling Underground Space Technology, Vol. 25, No. 2, pp. 114–121, https://doi.org/10.1016/j.tust.2009.09.008.
21. Ciardi G., Vannucchi G., Madiai C., 2021. Effects of colloidal silica grouting on geotechnical properties of liquefiable soils: a review. Geotechnics, No. 1, pp. 460–491, https://doi.org/10.3390/geotechnics1020022.
22. Dave K.K., Joshi N.H., Patel G.N., Santwani P.K., 2010. Development of colloidal silica grout using different reactants. GEOtrendz, Proceedings of the Indian geotechnical Conference-2010, Mumdai, India, 2010, pp. 569–572.
23. Gallagher P.M., 2000. Passive site remediation for mitigation of liquefaction risk. PhD Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA, USA.
24. Gallagher P.M., Conlee C.T., Rollins K.M., 2007. Full-scale field testing of colloidal silica grouting for mitigation of liquefaction risk. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 133, Issue 2, pp. 186–196, https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2007)133:2(186).
25. Gallagher P.M., Mitchell J.K., 2002. Influence of colloidal silica grout on liquefaction potential and cyclic undrained behavior of
loose sand. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 22, Issue 9–12, pp. 1017–1026, https://doi.org/10.1016/S0267-
7261(02)00126-4.
26. Huang Y., Wang L., 2016. Experimental studies on nanomaterials for soil improvement: a review. Environmental Earth Sciences, Vol. 75, No. 6, pp. 496–510, https://doi.org/10.1007/s12665-015-5118-8.
27. Karol R.H., 2003. Chemical grouting and soil stabilization, 3rd editon, revised and expanded. CRC Press, New York, NY, USA, https://doi.org/10.1201/9780203911815.
28. Moridis G.J., Apps J., Persoff P., Myer L., Muller S., Yen P., Pruess K., 1996. A field test of a waste containment technology using a new generation of injectable barrier liquids. Proceedings of the Spectrum’96, Seattle, WA, USA, 1996, pp. 1–12.
29. Moridis G.J., Persoff P., Apps J.A., Myer L., Pruess K., Yen P., 1995. A field test of permeation grouting in heterogeneous soils using a new generation of barrier liquids. Publishing house of the University of California, Berkeley, CA, USA.
30. Moridis G., Yen P., Persoff P., Finsterle S., Williams P., Myer L., Pruess K., 1996. A design study for a medium-scale field demonstration of the viscous barrier technology. Publishing house of the University of California, Berkeley, CA, USA.
31. Ponomarev A.A., Zerkal O.V., Samarin E.N., 2017. Protection of the transport infrastructure from influence of landslides by suspension grouting. Transportation geotechnics and geoecology, Proceedings of the International scientific Conference, Saint Petersburg, 2017, pp. 880–885.
32. Seright R.S., 1995. Reduction of gas and water permeabilities using gels. SPE Production and Facilities, Vol. 10, No. 2, pp. 103–108.
ПЕНЗЕВ А.П.*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, penzevap@my.msu.ru
Адрес: Ленинские горы, д. 1, г. Москва, 119991, Россия
САМАРИН Е.Н.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, samarinen@mail.ru
ЧЕРНОВ М.С.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, miha.chernov@yandex.ru
ЕРМОЛИНСКИЙ А.Б.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, andrermolinskiy@mail.ru
ФУНИКОВА В.В.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, funikovavv@my.msu.ru
СОКОЛОВ В.Н.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, sokolov.msu@yandex.ru