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 дома в Москве
Строительство жилого дома. Планируемая стоимость строительства составит 4,5 млрд. рублей. Информация о проекте и контакты кураторов.
Читать дальше →
Строительство жилого дома в Омской области, четвертая очередь
Строительство жилого дома в Омской области. Размер инвестиций 2,3 млрд рублей. Информация о проекте, контакты на стороне застройщика и проектировщика.
Читать дальше →
Строительство многоквартирных домов в Калининградской области
Строительство многоквартирных домов. Инвестиции в проект порядка 700 млн рублей. Кураторы и контакты
Читать дальше →
Строительство цехов по глубокой переработке композитных полимерных материалов в Ростовской области
Строительство цехов по глубокой переработке композитных полимерных материалов. Размер инвестиций 5 млрд рублей. Информация о проекте, контакты инвестора и технического заказчика.
Читать дальше →
Модернизация локальных очистных сооружений в городе Гродно Гродненской области Беларуси
Модернизация локальных очистных сооружений. Общие инвестиции в проект составят 280 млн. руб. Контакты основных кураторов проекта.
Читать дальше →
Все объекты (13081)