Зависимость модуля упругости грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими, от прочности на сжатие

   Введение. Модуль упругости относится к одной из основных физико-механических характеристик укрепленных местных грунтов. Деформации грунтов и строительных материалов принято описывать законом Гука. К основным методам лабораторных испытаний относятся методы с применением: одноосного сжатия, трехосного сжатия, жесткого штампа. Определение модуля упругости является сложным, продолжительным во времени и трудоемким испытанием. Существуют эмпирические модели, которые описывают взаимосвязь модуля упругости от разных параметров и характеристик (прочности на сжатие, содержания вяжущего в смеси и др.). Однако данные модели в основном разработаны для стабилизированных грунтов и для щебня, укрепленного портландцементом.

   Методы и материалы. Для определения закономерности изменения модуля упругости грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими материалами, от прочности на сжатие проведены исследования на
образцах различных грунтов, укрепленных портландцементом и известью. Для изготовления образцов применялись существующие методики, указанные в нормативно-технической документации.

   Результаты. На основе выполненных исследований разработаны две эмпирические модели, отражающие зависимость значений модуля упругости от значений прочности на сжатие грунтов, укрепленных портландцементом и известью.

   Обсуждение и заключение. Существующие методы испытаний модуля упругости являются продолжительными и трудоемкими. Разработанные эмпирические модели позволяют получать ориентировочные значения модуля упругости от значений прочности на сжатие образцов грунтов, укрепленных портландцементом и известью.

1. Vakili A.H., Salimi M., Keskin İ., Jamalimoghadam M. A systematic review of strategies for identifying and stabilizing dispersive clay soils for sustainable infrastructure. Soil and Tillage Research. 2024. P. 239. doi: 10.1016/j.still.2024.106036.

2. Слободчикова Н.А., Лофлер M., Плюта К.В. Получение неорганического вяжущего на основе отходов промышленного производства // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость : научный журнал. 2017. Том 7, № 2. С. 62–67.

3. Слободчикова Н.А., Лофлер М. Методики подбора составов грунтов, укрепленных известью, для дорожного строительства // Известия вузов инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. Том 8, № 2. С.141–147.

4. Tanyıldızı M., Uz V.E., Gökalp İ. Utilization of waste materials in the stabilization of expansive pavement subgrade : An extensive review. Construction and Building Materials. 2023. P. 398. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132435.

5. Ahmad S., Ghazi M.S.A., Syed M., Al-Osta M.A. Utilization of fly ash with and without secondary additives for stabilizing expansive soils : A review. Results in Engineering 2024. P. 22. doi: 10.1016/j.rineng.2024.102079.

6. Laguna-Torres, C.A., González-López, J.R., Guerra-Cossío, M.Á., Guerrero-Baca, L.F., Chávez-Guerrero, L., Figueroa-Torres, M.Z., Zaldívar-Cadena, A.A. Effect of physical, chemical, and mineralogical properties for selection of soils stabilized by alkaline activation of a natural pozzolan for earth construction techniques such as compressed earth blocks. Construction and Building Materials. – 2024. P. 419.

7. Safi W., Singh S. Efficient & effective improvement and stabilization of clay soil with waste materials. Materials Today: Proceedings. 2022. Part 1. Pp. 947–955.

8. Mishra A., Dixit A., Singh A.K., Das S.K. Strength, deformation, and environmental impact assessment of cement stabilized mine overburden soil. Journal of Cleaner Production. 2024. P. 447. doi: 10.1016/j.jclepro.2024.141475.

9. Espinosa A.B., López-Ausín V., Fiol F., Serrano-López R., Ortega-López V. Analysis of the deformational behavior of a clayey foundation soil stabilized with ladle furnace slag (LFS) using a finite element software. Materials Today: Proceedings. 2023. doi: 10.1016/j.matpr.2023.03.721.

10. Balagosa J., Navea I.J., Lee M.J., Choo Y.W., Kim H.-S., Kim J.-M. Dynamic property growth of weathered granite soils stabilized with wood pellet fly ash based binders. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2024. P. 180. doi: 10.1016/j.soildyn.2024.108627.

11. Zhang J., Wang S., Cui J., Chu H. Simultaneous determination of cement stabilized macadam’s dynamic resilient modulus in compression and tension by bending beam test. Case Studies in Construction Materials. 2024. P. 20. doi: 10.1016/j.cscm.2024.e03008.

12. Puppala A.J., Hoyos L.R., Potturi A.K. Resilient moduli response of moderately cement-treated reclaimed asphalt pavement aggregates. J. Mater. Civ. Eng., 23 (2011), pp. 990–998

13. George A. M., Banerjee A., Puppala A.J., Saladhi M. Performance evaluation of geocell-reinforced reclaimed asphalt pavement (RAP) bases in flexible pavements. Int. J. Pavement Eng. 2021. 22 (2), Pp. 181–191.

14. Deng C., Jiang Y., Tian T. Resilient modulus and influencing factors of vertical vibration compacted cement-stabilized macadam. Int. J. Pavement Eng. 2021. 22 (11). pp. 1435–1445

15. Gajewska B., Kraszewski C., Rafalski L. Significance of cement-stabilized soil grain size distribution in determining the relationship between strength and resilient modulus. Road. Mater. Pavement Des. 2018. 19 (7). pp. 1692–1701

16. Mahmood A., Hassan R., Fouad A. An assessment of lime-cement stabilization on the elastic and resilient moduli of a clayey soil. Int. J. Pavement Eng. 2021. 23 (6). P. 1–14. DOI: 10.1080/10298436.2021.1921772.

17. Fedrigo W., Núñez W.P., López M.A.C. A study on the resilient modulus of cement-treated mixtures of RAP and aggregates using indirect tensile, triaxial and flexural tests. Constr. Build. Mater. 2018. 171. pp. 161–169

18. Kavussi A., Modarres A. A model for resilient modulus determination of recycled mixes with bitumen emulsion and cement from ITS testing results. Constr. Build. Mater. 2010. 24. pp. 2252-2259.

19. Pericleous M.I. , Metcalf J.B. Resilient modulus of cement-stabilized phosphogypsum. J. Mater. Civ. Eng. 1996,.8(1). pp. 7–10

20. Chindaprasirt P., Sriyoratch A., Arngbunta A., Chetchotisak P., Jitsangiam P., Kampala A. Estimation of modulus of elasticity of compacted loess soil and lateritic-loess soil from laboratory plate bearing test. Case Studies in Construction Materials. 2022. P. 16. doi: 10.1016/j.cscm.2021.e00837

21. Виноградов А.Ю., Каширский В.И., Лободенко И.Ю., Зубова О.В., Виноградов И.А., Парфенов Е.А., Кучмин А.В., & Платонов А.П. Модуль деформации как основная характеристика деформационной способности грунтов при проектировании сооружений лесного комплекса // Гидросфера. Опасные процессы и явления. № 4(1). С. 52–67. doi: 10.34753/HS.2022.4.1.52

22. Jabar M. Rasul, Michael P.N. Burrow, Gurmel S. Ghataora. Consideration of the deterioration of stabilised subgrade soils in analytical road pavement design. Transportation Geotechnics. 2016. Pp. 96–109. doi: 10.1016/j.trgeo.2016.08.002

23. Gerald A. Miller, Amy B. Cerato, Donald R. Snethen, Eric Holderby, Parnaz Boodagh. Empirical method for predicting time-dependent strength and resilient modulus of chemically treated soil. Transportation Geotechnics. 2021. P. 29. doi: 10.1016/j.trgeo.2021.100551.

24. Лазарев Ю.Г., Слободчикова Н.А., Плюта К.В., Кузнецова И.О., Гасанов Д.Х., Дудурич Б.Б. Прогнозирование прочностных характеристик укрепленных золошлаковых смесей ТЭЦ неорганическими вяжущими материалами // Путевой Навигатор. 2024. № 59 (85). С. 52–57.

25. Ермошин Н.А., Романчиков С.А., Аверьянов Д.А. Имитационное моделирование риска разрушения дорожных конструкций в межремонтный период // Путевой Навигатор. 2022. № 50 (76). С.30–42.

26. Башкарев А.А. Развитие транспортной инфраструктуры как одна из приоритетных задач многонационального государства // Путевой Навигатор. 2022. № 52 (78). С.52–61.