Публикации автора

Введение. Проницаемость грунтов и материалов является важным параметром при защите от подтопления в городском строительстве. Любую жидкость или газ называют флюидом при фильтрационном движении через пористый грунт или материал. При защите от подтопления основной жидкостью является вода, а основным газом – воздух. В данной работе обоснована аналогия движения подземных вод и воздуха. Основное внимание уделено фильтрации воздуха в грунте или материале. Предложен, теоретически обоснован и практически опробован способ определения воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве.

Методы и материалы. На основании фундаментальных законов проанализирована аналогия движения подземных вод и воздуха. Рассмотрен предложенный способ определения воздухопроницаемости грунтов и строительных материалов с помощью простого, но довольно надёжного прибора, который был сконструирован автором и испытан на многочисленных лабораторных опытах. Погрешность прибора не превышала 1%. В качестве сравнительного примера даны экспериментальные данные автора в виде графика воздушной фазовой проницаемости.

Обсуждение. Рассмотрены полученные результаты по методологии и практическому определению воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве, сопоставляемые с обзором последних публикаций, близких к теме исследования.

Заключение. Таким образом, в представленной работе проанализирована аналогия движения подземных вод и воздуха. Основное внимание уделено фильтрации воздуха в грунте или строительном материале. Предложен, теоретически обоснован и практически опробован способ определения воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве. Предпринятая тема исследования весьма актуальна, разработанная методология и способ определения воздухопроницаемости грунтов и материалов рекомендуется к практическому применению при борьбе с подтоплением в городском строительстве.

Введение. Строительство подземных объектов в виде трубопроводов, тоннелей и метрополитенов в слабопроницаемых водонасыщенных грунтах, обладающих подвижностью, трудоёмко, дорогостояще и опасно. Системы строительного водопонижения удаляют значительную часть воды из таких грунтов, превращая их в устойчивые породы, пригодные для эффективного проведения земляных работ. Разра­ботка систем передвижных участков водоотлива и строительного водопонижения для трубопроводов, тоннелей и метрополитенов может быть произведена с использованием методологии теории филь­трации воды и воздуха в городском строительстве, метода компьютерного моделирования фильтра­ции флюидов и производства работ с помощью электронных таблиц, с привлечением новых технологий искусственного интеллекта и обучения машин.

Методы и материалы. Рабочей гипотезой статьи является идея создания комплексного подхода для эффективного решения проблемы подтопления подземными водами в период строительства линейных строительных объектов, подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов в слабопроницаемых водонасыщенных грунтах. Методы теории фильтрации, применённые в работе, подразделяются на аналитические и численные. Аналитическим операторным методом решены задачи нестационарной фильтрации подземных вод к системам строительного водопонижения. Моделирование с помощью элек­тронных таблиц относится к нескольким процессам рассматриваемого строительного производства. Методом конечных разностей в электронных таблицах решаются фильтрационные модели водопони­зительных систем, которые не поддаются аналитическому решению. Кроме того, новой особенностью является применение электронных таблиц для моделирования организации и технологии строительно­го водоотлива и водопонижения. Рассмотрена возможность применения самообучающихся рекурсивных компьютерных программ.

Обсуждение. Обзор отечественных и зарубежных авторов показал, что прямых публикаций по теме статьи нет. Имеются лишь отдельные вопросы, близкие к тематике представленной работы, свя­занные со строительством подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов. При этом про­анализированы особенности осушения слабопроницаемых водонасыщенных грунтов, обладающих под­вижностью. Предложены к рассмотрению в качестве примера мобильные передвижные участки систем строительного водоотлива и водопонижения, скорость монтажа и демонтажа которых соизмерима со скоростью передвижения разработки траншеи при открытом способе работ или проходческого щита при закрытом способе работ, например, для перегонного тоннеля метрополитена.

Заключение. Таким образом, разработку систем передвижных участков строительного водоотлива и водопонижения для подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов предложено производить новым комплексным подходом с использованием методологии теории фильтрации воды и воздуха в го­родском строительстве, методов компьютерного моделирования фильтрации флюидов и производ­ства работ с помощью электронных таблиц, с привлечением новых технологий искусственного интел­лекта и обучения машин.

Введение. Подтопление подземными водами застроенных и застраиваемых территорий городов является неблагоприятным процессом в нашей стране и во всем мире. Уровень подземных вод (УПВ) повышается к поверхности земли. Последствия повышения УПВ опасны для человека и окружающей среды. Дренирование городских территорий приводит к понижению УПВ. Дренажные системы являются активной защитой от подтопления подземными водами. Климат оказывает влияние на процессы подтопления и дренирования в городском строительстве. Это влияние до сих пор мало учитывается в действующих строительных нормативах и расчетных методиках для проектировщиков, строителей и работников служб эксплуатации городского хозяйства. Накопилось много материалов, которые требуют научного опубликования вследствие их актуальности по дальнейшему совершенствованию борьбы с подтоплением подземными водами территорий городов и населенных пунктов с учетом климата. Ежегодно во всем мире наблюдаются ситуации неэффективной экстенсивной защиты от подтопления при его внезапном наступлении. Необходимо усиление роли научных подходов в решении выбора надлежащих мероприятий защиты от подтопления. Немалую лепту в этом направлении может внести учет влияния климата на процессы подтопления и дренирования в городском строительстве.

Методы и материалы. Городская техногенная среда обитания существенно отличается от природной среды до застройки больше всего при подтоплении и дренировании территорий, зданий и сооружений. Поэтому теория фильтрации в городском строительстве нуждается в совершенствовании методологии прогноза, расчета и моделирования подтопления и дренирования, особенно с учетом климата городов, что пока почти не принимается во внимание при разработке защитных мероприятий. В настоящей работе представлены новые идеи и их реализация по заявленной теме исследования. Это открывает новое направление научной методологии, связанной с защитой от подтопления в городском строительстве с учетом климата. Данные идеи невозможно реализовать в одной статье, так как тема весьма обширная. Поэтому в дальнейшем предполагается выход других научных публикаций по намеченной тематике, запланированных как направление перспективных и актуальных научных исследований.

Обсуждение. В ходе проведенного исследования были рассмотрены характеристики климата города, которые могут влиять на процессы подтопления и дренирования подземных вод на застраиваемых и застроенных территориях. Воздействие солнца весьма существенно. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, оказывают влияние на режим подземных вод. Доля солнечной энергии на несколько порядков превышает влияние температурного градиента, поступающего из глубины недр земли к земной поверхности. Воздействие солнечных лучей выражается в виде солнечной радиации. При этом влияние оказывает альбедо облучаемых поверхностей. Городская застройка создает существенное затенение поверхности грунта с последующим уменьшением испарения и увеличением инфильтрации влаги к подземным водам. Ветровой режим застройки меняется. Это учтено в представленной методологии статьи, даны необходимые зависимости и примеры расчёта уменьшения испаряемости воды из грунтов оснований зданий и сооружений. Рассмотрены новые экспериментальные измерения по теме исследования, а также оригинальные приборы и средства измерения автора.

Заключение. Таким образом, открыто новое направление научной методологии, связанной с защитой от подтопления в городском строительстве с учетом изменения климата техногенной среды застраиваемых и застроенных территорий городов. Представленную работу следует рассматривать как дающую в первом приближении новую методологию учета влияния климата на процессы подтопления и дренирования в городском строительстве. Поэтому в дальнейшем предполагается выход других научных публикаций по намеченной тематике, запланированных в направлении перспективных и актуальных научных исследований.