vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2021-23-6-190-200vestniktgasu-1128Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSО необходимости учёта генетики грунтов при их комплексном укрепленииSoil genetics in its complex stabilizationЧурилинВ. С.ChurilinV. S.

Чурилин Владимир Сергеевич, кандидат технических наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Vladimir S. Churilin, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk,

lex-16-2008@mail.ruПушкарёваГ. В.PushkarevaG. V.

Пушкарева Галина Вениаминовна, кандидат физико-математических наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Galina V. Pushkareva, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk,

kedrik42@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202126122021236190200Copyright © Чурилин В.С., Пушкарёва Г.В., 20212021Чурилин В.С., Пушкарёва Г.В.Churilin V.S., Pushkareva G.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1128

Решение актуального вопроса обеспечения межремонтных сроков автомобильных дорог на территории России возможно за счёт технологии укрепления грунтов земляного полотна цементом. Грунты представляют собой оригинальную многокомпонентную систему, оказывающую влияние на деформационные и прочностные характеристики композиции (цемент и грунт). Композиция цементогрунта имеет ряд недостатков, особенно для районов с сезонным промерзанием, влияющих на её долговечность.

С целью повышения эффективности работы композиции при укреплении грунтов земляного полотна цементом применяют полимерно-минеральную добавку Nicoflok. Однако влияние регионально-генетического типа грунта на прочностные характеристики композиции цементогрунт + Nicoflok в настоящее время не изучено.

В статье выполнен факторный анализ влияния генетики грунтов на прочностные характеристики композиции. Исследование многокомпонентной системы включало в себя построение поверхности отклика факторов генетики грунтов на прочностные показатели композиции. Для перехода от качественного влияния генетики грунтов на композицию (цементогрунт + Nicoflok) к количественной оценке требуются дополнительные исследования. Эти исследования необходимо проводить по единой схеме, которая учитывает специфику сезонного промерзания грунтов земляного полотна северных районов Европейской России и Западной Сибири.

The problem of the inter-repair time of automobile roads in Russia can be solved by the reinforcing the subgrade soils with cement. Soil is a multicomponent system affecting the deformation and strength properties of the composition (cement and soil). The cement-soil composition has drawbacks, especially in seasonal freezing regions, which affects its durability.

In order to increase the composition efficiency, the Nicoflok polymer-mineral additive is used to strengthen subgrade with cement. However, the influence of the type regional and genetic soil on strength properties of the cement-soil + Nicoflok composition is yet studied.

The paper presents the factor analysis of the influence of soil genetics on the composition strength properties. The study of the multicomponent system includes the response surface of the soil genetics on the strength properties of the composition. Additional studies are required to move from the qualitative evaluation of the soil genetics on the composition (cement-soil + Nicoflok) to the quantitative evaluation. These studies must be carried out according to a single scheme, which regards the seasonal freezing of subgrade soils in the northern regions of European Russia and West Siberia.

генетическая классификация грунтовглинистый грунтукреплениемодуль упругостигранулометрический составgenetic soil classificationclayey soilstabilizationelastic modulusgrain size distributionReferencesMcDowell C. Stabilization of soils with lime, lime-flyash, and other lime reactive materials // Highway Res Board Bull. 1959. 231: P. 60–66.McDowell C. Stabilization of soils with lime, lime-fly-ash, and other lime reactive materials. Highway Research Board Bulletin. 1959. V. 231. Pp. 60–66.Физико-химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов / под ред. П.А. Ребиндера, К.С. Ахмедова. Ташкент : ФАН, 1966. 476 с.Rebinder P.A., Achmedov K.S. Fisiko-khimicheskaya mekhanika pochv, gryntov, glin i stroiel`nykh materialov [Physicochemical mechanics of soils, grounds, clays and building materials]. P.A. Rebinder and K.S. Ahmedov, eds., Tashkent: FAN, 1966. 476 p. (rus)Saussaye L., Boutouil M., Baraud F., Leleyter L. Influence of sulfate and chloride ions on the geotechnical and microstructural properties of soils treated with hydraulic binders: individual and coupling effects. EngGeol. 2015. 189. P. 98–103.Saussaye L, Boutouil M, Baraud F, Leleyter L. Influence of sulfate and chloride ions on the geotechnical and microstructural properties of soils treated with hydraulic binders: Individual and coupling effects. EngGeol. 2015. V. 189. Pp. 98–103.Comite Euro-International du Beton (CEB), Durable Concrete Structures Design Guide, Thomas Telford Services Ltd., London, England, 1989.Comite Euro-International du Beton (CEB), Durable Concrete Structures-Design Guide, Thomas Telford Services Ltd., London, England, 1989.Bensted J., Rbrough A., Page M.M. Durability of Concrete and Cement Composites // Civil and Structural Engineering. 2007. URL: https://doi.org/10.1533/9781845693398.86Bensted J., Rbrough A., Page M.M. Durability of concrete and cement composites. Civil and Structural Engineering. 2007. DOI: 10.1533/9781845693398.86Fabbri A., Morel J.C. Earthen materials and constructions // Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. 2020. 14. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-1027042.00014-7Fabbri A., Morel J.C. Earthen materials and constructions. Civil and Structural Engineering. 2020. V. 14. DOI: 10.1016/B978-0-08-102704-2.00014-7Lu Y., Liu S., Zhang Y. et al. Freeze-thaw performance of a cement-treated expansive soil // Cold Regions Science and Technology. 2020. URL: https://doi.org/10.1016/j.coldregions. 2019.102926Lu Y., Liu S., Zhang Y., et al. Freeze-thaw performance of a cement-treated expansive soil.Максимов А.Т., Собко Г.И. Применение полимерной добавки Nicoflok для укрепления и стабилизации грунтов. Москва : ВТУ Спецстроя России, 2006. 89 с.Cold Regions Science and Technology. 2020. DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.102926Dokuchaev V.V. Russian Chernozem // Selected Works. 1883. V. 1. P. 14–419.Maksimov A.T., Sobko G.I. Primenenie polimernoi dobavki Nicoflok dlya ykrepleniya i stabilizatsii gruntov [Application of Nikoflok polymer additive for soil strengthening and stabilization]. Moscow: Specstroi Rossii, 2006. 89 p. (rus)Сибирцев Н.М. Почвоведение: Лекции, читаные студентам Института сельского хозяйства и лесоводства в Ново-Александрии. Санкт Петербург, 1909. 534 с.Dokuchaev V.V. Russian chernozem. 1883. V. 1. Pp. 14–19.Почвенная карта России (скорректированная цифровая версия Почвенной карты РСФСР масштаба 1:2 500 000) / под ред. В.М. Фридланда, 2007.Sibirtsev N.M. Pochvovedenie [Soil science]. Saint-Petersburg, 1909. 534 p. (rus)Афиногенов О.П., Ефименко С.В., Афиногенов А.О. Совершенствование методов проектирования автомобильных дорог на основе дифференциации районирования // Вестник КГУСТА. 2016. № 1. С. 29–33.Fridland V.M., (Ed.) Pochvennaya karta Rossii [Soil map of Russia]. 2007. (rus)Ефименко С.В., Краевский А.А., Чурилин В.С. Особенности генезиса, состава и свойств глинистых грунтов Западной Сибири // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 2. С. 177–181.Afinogenov O.P., Efimenko S.V., Afinogenov A.O. Sovershenstvovanie metodov proektirovaniya avtomobil'nykh dorog na osnove differentsiatsii raionirovaniya [Improvement of road design methods based on zoning differentiation]. Vestnik KGUSTA. 2016. No. 1. Pp. 29–33. (rus)Ефименко С.В., Чурилин В.С., Бадина М.В. Особенности гранулометрического и минералогического состава грунтов Западно-Сибирского региона // Труды XX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных. Томск : ТПУ, 2016. С. 142–143.Efimenko S.V., Kraevskii A.A., Churilin V.S. Osobennosti genezisa, sostava i svoistv glinistykh gruntov Zapadnoi Sibiri [Genesis, structure and properties of clayey soils in West Siberia]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014. No. 2. Pp. 177–181. (rus)Коробкин В.И. Литология и условия образования плиоцен-четвертичных пылеватоглинистых отложений Юга европейской части России : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Новочеркасск, 1993. 58 с.Efimenko S.V., Churilin V.S., Badina M.V. Osobennosti granulometricheskogo i mineralogicheskogo sostava gruntov Zapadno-Sibirskogo regiona [Granulometric and mineralogical composition of soils in the West Siberian region]. In: Trudy XX Mezhdunarodnogo simpoziuma imeni akademika M.A. Usova studentov i molodykh uchenykh (Proc. 20th Int. Symp. of Students and Young Scientists). Tomsk: TPU, 2016. Pp. 142–143. (rus)Ефименко В.Н. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог при глубоком промерзании грунтов (На примере Юго-Востока Западной Сибири) : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Ефименко Владимир Николаевич. Москва, 1978. 216 с.Korobkin V.I. Litologiya i usloviya obrazovaniya pliotsen-chetvertichnykh pylevato-glinistykh otlozhenii Yuga evropeiskoi chasti Rossii: avtoreferat. Dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni doktora geologo-mineralogicheskikh nauk [Lithology and formation of pliocenequaternary silty-argillaceous deposits in the South of the European part of Russia. DSc Abstract]. Novocherkassk, 1993. 58 p. (rus)Охотин В.В. Влияние отдельных факторов на физико-механические свойства глинистых частиц // Труды юбилейной научной сессии ЛГУ, секция геолого-почвенных наук / ЛГУ. Ленинград, 1952. С. 146162.Efimenko V.N. Vodno-teplovoi rezhim zemlyanogo polotna avtomobil'nykh dorog pri glubokom promerzanii gruntov: dissertatsiya na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Water-thermal conditions of subgrade at deep soil freezing. PhD Thesis]. Moscow, 1978. 216 p. (rus)Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений / под ред. В.О. Орлова. Ленинград : Стройиздат, 1977. 184 с.Okhotin V.V. Vliyanie otdel'nykh faktorov na fiziko-mekhanicheskie svoistva glinistykh chastits [Factors affecting physical and mechanical properties of clayey particles]. In: Trudy yubileinoi nauchnoi sessii LGU, sektsiya geologo-pochvennykh nauk (Proc. Sci. Conf.). Leningrad, 1952. Pp. 146162. (rus)Ефименко С.В., Чурилин В.С., Бадина М.В. Минералогические особенности грунтов и состава обменных катионов земляного полотна автомобильных дорог Западной Сибири // Труды XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных. Томск : ТПУ, 2017. С. 100–101.Orlov V.O. (Ed.) Puchenie promerzayushchikh gruntov i ego vliyanie na fundamenty sooruzhenii [Heaving of freezing soils and its effect on structural foundations]. Leningrad: Stroiizdat, 1977. 184 p. (rus)Лабораторный контроль выпуска и укладки полимер-цементо-грунтовой смеси при строительстве участка автомобильной дороги к деревне Гаврилово Шатковского района Нижегородской области : научно-технический отчет. Омск : ОАО «Омский Союз ДорНИИ», 2007. 48 с.Efimenko S.V., Churilin V.S., Badina M.V. Mineralogicheskie osobennosti gruntov i sostava obmennykh kationov zemlyanogo polotna avtomobil'nykh dorog Zapadnoi Sibiri [Mineralogical soil properties and composition of exchange cations of subgrade soils in West Siberia]. In: Trudy XXI Mezhdunarodnogo simpoziuma imeni akademika M.A. Usova studentov i molodykh uchenykh (Proc. 21st Int. Symp. of Students and Young Scientists). Tomsk: TPU, 2017. Pp. 100–101. (rus)Техническое заключение по результатам испытаний полимер-минеральной композиции Nicoflok и расчетов вариантов конструкций дорожных одежд с целью применения в дорожном строительстве Республики Беларусь. Минск : Государственное предприятие «БелдорНИИ», 2011. 34 с.Laboratornyi kontrol' vypuska i ukladki polimertsementogruntovoi smesi pri stroitel'stve uchastka avtomobil'noi dorogi k derevne Gavrilovo Shatkovskogo raiona Nizhegorodskoi oblasti: nauchno-tekhnicheskii otchet [Laboratory control for production and laying of polymercement-soil mixture during road construction in Gavrilovo village, Nizhny Novgorod. Technical report]. Omsk: OAO “Omskii Soyuz DorNII”, 2007. 48 p. (rus)Укрепление местных грунтов портландцементом с применением добавки Nicoflok : научно-технический отчет. Барнаул : Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2010. 131 с.Tekhnicheskoe zaklyuchenie po rezul'tatam ispytanii polimermineral'noi kompozitsii Nicoflok i raschetov variantov konstruktsii dorozhnykh odezhd s tsel'yu primeneniya v dorozhnom stroitel'stve Respubliki Belarus' [Technical conclusion based on testing results of Nicoflok polymer-mineral composition and road pavement construction in the Republic of Belarus]. Minsk, 2011. 34 p. (rus)Лабораторные испытания свойств полимерно-минеральной композиции «NICOFLOK» и минеральных наполнителей. Ч. 1, 2 : научно-технический отчет. Томск : ООО Научно-производственный центр «Дорстройконтроль, 2013. 28 с.Ukreplenie mestnykh gruntov portlandtsementom s primeneniem dobavki Nicoflok: nauchnotekhnicheskii otchet [Reinforcement of local soils with Portland cement with Nicoflok additive. Technical report]. Barnaul, 2010. 131 p. (rus)Laboratornye ispytaniya svoistv polimerno-mineral'noi kompozitsii Nicoflok i mineral'nykh napolnitelei. Ch. 1, 2: nauchno-tekhnicheskii otchet [Laboratory testing of Nicoflok polymermineral composition and mineral filler properties. Parts 1, 2. Technical report]. Tomsk: Dorstroikontrol', 2013. 28 p. (rus)Laboratornye ispytaniya svoistv polimerno-mineral'noi kompozitsii Nicoflok i mineral'nykh napolnitelei. Ch. 1, 2: nauchno-tekhnicheskii otchet [Laboratory testing of Nicoflok polymermineral composition and mineral filler properties. Parts 1, 2. Technical report]. Tomsk: Dorstroikontrol', 2013. 28 p. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.