Разработан новый метод диагностики аварийных сооружений

ПЕРМЬ, 25 марта. /ТАСС/. Новый метод диагностики аварийных сооружений, позволяющий на 40% сократить затраты на исследования и на 50% уменьшить время работ, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Об этом ТАСС рассказали в пресс-службе вуза.

"Традиционные методы анализа грунта (бурение скважин и лабораторные испытания) часто неприменимы в условиях плотной застройки или на сложном рельефе из-за высокой стоимости и длительности работ. Ученые Пермского политеха нашли новый способ для оценки состояния грунта под существующими сооружениями. Это позволит сократить финансовые затраты на исследования на 40% и время работ на 50% по сравнению с традиционными подходами", - сообщили в ПНИПУ.

По словам ученых, предложенный ими новый геофизический метод - анализ поверхностных волн - доказал свою эффективность. Он позволяет проверять грунт под городскими объектами без проведения масштабных буровых работ и нарушения его целостности, что сокращает финансовые и временные затраты почти в два раза.

Как работает новый метод

Метод работает по принципу сейсмического просвечивания: по поверхности передается вибрация, а ряд специальных датчиков улавливает, как вызванные волны проходят через подземные слои. Далее с помощью инженерных программ специалисты могут обработать сигналы и построить последовательность грунтовых слоев. Точность работы метода ученые экспериментально подтвердили на реальном оползневом склоне с аварийным объектом. Они установили на участке несколько датчиков, с помощью которых "просканировали" подземные слои и получили детальную картину их последовательности.

"Этот метод позволяет быстро и без бурения определить актуальную структуру грунта - последовательность и мощность слоев. Но для полноценных инженерных расчетов, например, для проектирования усиления подпорной стены, этого недостаточно. Необходимы физико-механические характеристики каждого слоя: угол внутреннего трения и удельное сцепление, плотность, модуль деформации. Получить эти цифры напрямую из сейсмических данных сложно, для этого традиционно требуются лабораторные испытания образцов, отобранных при бурении", - рассказал кандидат технических наук, доцент кафедры "Строительное производство и геотехника" ПНИПУ Даниил Татьянников.

Однако, по словам исследователя, для многих стареющих объектов такие данные уже существуют - они были получены десятилетия назад при изысканиях перед строительством и хранятся в архивных отчетах. Как отметил старший преподаватель кафедры "Строительное производство и геотехника" ПНИПУ Ян Офрихтер, разработанный в университете метод можно использовать, чтобы проверить, совпадает ли нынешнее строение грунтового массива с тем, что описано в архивах.

"Если структура слоев идентична, это значит, что и их физико-механические характеристики остались прежними. Так мы получаем возможность обоснованно использовать массив архивных данных для точных расчетов по усилению конструкции. Несовпадение результатов служит для инженера сигналом о недостоверности старых отчетов. Следовательно, для принятия решений необходимо применять иные методы исследования", -добавил Офрихтер.

Результаты эксперимента

В эксперименте ученых ПНИПУ сравнение показало, что строение слоев грунта после "сейсмического просвечивания" точно совпало со структурой из архивных сведений. Это значит, что теперь вместо применения дорогостоящего бурения достаточно "просканировать" участок методом поверхностных волн и сравнить последовательность слоев с архивными данными.

Как сообщили в вузе, такой подход позволяет сократить объем буровых работ. Если сейсмическое исследование подтверждает актуальность архивных данных, достаточно сделать лишь контрольные скважины. Это сэкономит около 40% средств и 50% трудозатрат по сравнению с полным комплексом традиционных исследований, который потребовался бы без предварительной проверки старых отчетов. Новый метод может применяться для обследования различных аварийных объектов: подпорных стен, мостовых опор, фундаментов исторических зданий и других сооружений, где долгие и дорогие исследования невозможны или экономически невыгодны.