Ученые Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) предложили инновационный подход к стабилизации слабых грунтов, основанный на использовании электроосмоса переменным асимметричным током. Технология, разработанная под руководством профессора кафедры электротехнических комплексов, доктора технических наук Евгения Порсева, позволяет не только эффективно удалять влагу из пористых сред, но и радикально снизить энергопотребление процесса по сравнению с классическими методами.
Физическая основа метода заключается в управлении движением влаги в дисперсных материалах диэлектрической природы (например, в глинистых грунтах). На границе раздела фаз «твердый диэлектрик — вода» формируется двойной электрический слой толщиной всего 3–5 диаметров молекулы воды, возникающий благодаря полиненасыщенным связям на поверхности частиц грунта. При наложении внешнего электрического поля этот слой приходит в движение, увлекая за собой свободную воду через неподвижный скелет породы.
Данный процесс массопереноса, создающий гидравлический напор под действием электричества, и называется электроосмосом. Его применение позволяет обезвоживать грунт, повышая его плотность, прочность и несущую способность, что критически важно для предотвращения просадок фундаментов и деформаций сооружений, особенно на пучинистых и набухающих почвах. Технология востребована при строительстве метрополитенов, тоннелей и других подземных объектов для стабилизации пород и понижения уровня грунтовых вод.
Традиционный метод электроосмотического осушения с использованием постоянного тока имеет ряд существенных недостатков, снижающих его эффективность. В процессе работы возникают паразитные явления:
Лабораторные испытания, проведенные на различных сортах глинозема, подтвердили высокую эффективность нового подхода. Энергетическая эффективность электроосмоса на переменном асимметричном токе оказалась практически в 11 раз выше, чем при использовании постоянного тока: для достижения аналогичной степени обезвоживания требуется в 11 раз меньше электроэнергии.
На следующем этапе исследований планируется проведение серии натурных экспериментов для точного определения параметров энергетического резонанса. Это позволит установить оптимальные характеристики внешнего электрического поля (частоту, амплитуду, форму импульса) для минимизации энергозатрат при реальном упрочнении грунтовых оснований в строительных условиях.
Физическая основа метода заключается в управлении движением влаги в дисперсных материалах диэлектрической природы (например, в глинистых грунтах). На границе раздела фаз «твердый диэлектрик — вода» формируется двойной электрический слой толщиной всего 3–5 диаметров молекулы воды, возникающий благодаря полиненасыщенным связям на поверхности частиц грунта. При наложении внешнего электрического поля этот слой приходит в движение, увлекая за собой свободную воду через неподвижный скелет породы.
Данный процесс массопереноса, создающий гидравлический напор под действием электричества, и называется электроосмосом. Его применение позволяет обезвоживать грунт, повышая его плотность, прочность и несущую способность, что критически важно для предотвращения просадок фундаментов и деформаций сооружений, особенно на пучинистых и набухающих почвах. Технология востребована при строительстве метрополитенов, тоннелей и других подземных объектов для стабилизации пород и понижения уровня грунтовых вод.
Традиционный метод электроосмотического осушения с использованием постоянного тока имеет ряд существенных недостатков, снижающих его эффективность. В процессе работы возникают паразитные явления:
- формирование градиента влажности между электродами, ведущее к росту электрического сопротивления среды;
- неравномерное распределение влаги, создающее зоны с низкой проводимостью и вызывающее затухание процесса;
- поляризация электрического поля — возникновение встречного напряжения, которое создает дополнительное сопротивление и требует значительных затрат энергии на его преодоление.
Лабораторные испытания, проведенные на различных сортах глинозема, подтвердили высокую эффективность нового подхода. Энергетическая эффективность электроосмоса на переменном асимметричном токе оказалась практически в 11 раз выше, чем при использовании постоянного тока: для достижения аналогичной степени обезвоживания требуется в 11 раз меньше электроэнергии.
На следующем этапе исследований планируется проведение серии натурных экспериментов для точного определения параметров энергетического резонанса. Это позволит установить оптимальные характеристики внешнего электрического поля (частоту, амплитуду, форму импульса) для минимизации энергозатрат при реальном упрочнении грунтовых оснований в строительных условиях.
НГТУ, НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
Контакты из открытых источников:
Какие еще компании могут быть задействованы на данном объекте? B2B-помощник определит потенциальных участников проекта.
Больше информации и контактов вы найдете в публикациях о проектах нового строительства и модернизации:
Строительство жилого комплекса в Удмуртской Республике
Строительство жилого комплекса. Размер инвестиций в проект составит 1,9 млрд. рублей. Информация о проекте и контакты организаций.
Читать дальше →
Строительство котельной в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре
Строительство котельной. Стоимость проекта 564 млн. руб. Информация о проекте и контакты основных кураторов.
Читать дальше →
Строительство многофункционального административно-делового комплекса с подземным гаражом в Москве
Строительство многофункционального административно-делового комплекса с подземным гаражом. Стоимость проекта 1,5 млрд рублей. Подробности и ключевые контакты.
Читать дальше →
Модернизация картонного завода в Новгородской области
Модернизация картонного завода. Инвестор вложит в проект 120 млн. рублей. Подробности и ключевые контакты.
Читать дальше →
Строительство очистных сооружений в Республике Башкортостан, вторая очередь
Строительство очистных сооружений. Инвестор вложит в проект более 1 млрд. рублей. Подробности проекта и контакты кураторов.
Читать дальше →
Все объекты (13263)