№81-9
Дослідження закономірностей деградації міцнісних властивостей ґрунтового масиву внаслідок динамічних (вибухових) навантажень
І.О. Садовенко1, Т.П. Мокрицька2, Н.І. Деревягіна1, С.В. Онищенко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 81:99–105
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/81.099
АНОТАЦІЯ
Мета. Встановити закономірності змін фізико-механічних властивостей льосових суглинків Придніпров’я під впливом вибухового навантаження в умовах техногенно зміненого геологічного середовища для оцінки стійкості та прогнозування поведінки ґрунтів при подальшого інженерному освоєнні територій.
Методика. Проведено серію лабораторних експериментів на зразках льосових суглинків, відібраних з правобережної частини міста Дніпро. Зразки проаналізовано за їх фізичними параметрами (щільність, вологість, пористість), а також за гранулометричним та хімічним складом. Випробування здійснювались з використанням TriSCAN (VJTech) для визначення параметрів міцності до та після вибухового навантаження. Аналізувалися також тиксотропні зміни ґрунтів протягом 35 діб після вибуху.
Результати. Встановлено закономірності зміни міцності у зоні, ущільненої вибухом, де у зоні максимального впливу спостерігалося зростання питомого зчеплення у 2–2,5 рази, яке поступово зменшувалося до природних значень на відстані 13–14 м, а потім — знижувалося нижче за початковий рівень. Протягом 6–7 днів після вибуху відбувалося зростання зчеплення на 25–30 %, що підтверджує прояв тиксотропії. Кут внутрішнього тертя змінювався у перші 5–7 діб, після чого стабілізувався.
Наукова новизна. Вперше експериментально встановлено зміни фізико-механічних характеристик льосових суглинків Придніпров’я внаслідок деградації під дією вибухового навантаження. Визначено залежність зміни зчеплення та кута внутрішнього тертя від часу після навантаження, що дозволяє обґрунтувати механізм деградації масиву в умовах техногенного впливу.
Практична значимість. Одержані експериментальні результати можуть бути використані при проєктуванні, будівництві та експлуатації інженерних споруд на територіях, що знаходяться під впливом вибухових навантажень. Врахування змін фізико-механічних властивостей ґрунтового масиву дозволяє підвищити безпеку та довговічність об’єктів будівництва, зокрема на специфічних льосових ґрунтах.
Ключові слова: льосові суглинки, вибухове навантаження, тиксотропія, зчеплення, кут внутрішнього тертя, ущільнення, техногенез, Придніпров’я.
Перелік посилань
1. Sadovenko, I.A., Derevyagina, N.I., Podvigina, E.O., &Zagricenko, A.N. (2014). Dynamicsofloessmassdeformationduetotechnogenicload. Збірникнаукових праць Національного гірничого університету, 45, 76–81.
2. Мокрицька, Т. П. (2013). Формування та еволюція геологічного середовища Придніпровського промислового регіону: монографія. Дніпропетровськ: Ліра.
3. Манюк, В. В. (2014). Особливості будови четвертинних відкладів у типових розрізах Середнього Придніпров’я. Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Геологія. Географія, 15, 2–9.
4. Ремез, Н. С. (2019). Взаємодія вибухових хвиль з ґрунтами і елементами техноурбоекосистем. Київ: Центр учбової літератури.
5. Герасимов, І. П., & Федорчук, В. О. (2001). Лесові породи України та їхні геологічні особливості. Київ: Наукова думка.
6. Шульга, П. О. (2010). Четвертинні відклади Лісостепу України: генезис та особливості. Харків: ВидавництвоХНУ.
7. Ambrosini, D., & Luccioni, B. (2019). Effects of underground explosions on soil and structures. Underground Space, 5(4), 241–251. https://doi.org/10.1016/j.undsp.2019.09.002
8. González-Nicieza, C., Álvarez-Fernández, M. I., Álvarez-Vigil, A. E., Arias-Prieto, D., López-Gayarre, F., & Ramos-López, F. L. (2014). Influence of depth and geological structure on the transmission of blast vibrations. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 73, 1211–1223. https://doi.org/10.1007/s10064-014-0595-7
9. Maheshwari, P., Murmu, S., & Verma, H. K. (2021). Modeling of Blast Induced Damage Distance for Underground Tunnels. Proceedings of the Indian Geotechnical Conference 2019, 617–626. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6466-0_57