Возведение зданий, независимо от эксплуатационной специфики и назначения, гидротехнических сооружений, объектов транспортной инфраструктуры – при выполнении перечисленных операций используется геотекстиль. Задача этого технологичного искусственного материала – стабилизация грунта, увеличение его прочности, несущей способности.
Специалисты строительной отрасли считают, что очередной шаг в развитии геотекстиля – его оснащение миниатюрными датчиками, позволяющими дистанционно определять состояние грунтового основания. Такой подход способствует повышению общего уровня безопасности сооружения, своевременно фиксирует повреждения, потенциально опасные ситуации, сигнализирует о потребности в восстановлении.
Как сообщает телекоммуникационный поставщик LANart , ученые Пермского Политеха представили волоконно-оптическую схему, в бесперебойном режиме отслеживающую состояние геотекстиля. Ее цена ниже, в сравнении с классическими волоконными датчиками, при этом, она отличается высочайшей чувствительностью, фиксирует даже минимальные смещения выраженностью не больше 0.5 миллиметра.
Актуальность проблемы
Активный спрос на геотекстиль в строительстве объясняется достоинствами:
- Низкая цена;
- Простота перевозки и укладки;
- Устойчивость к негативным атмосферным воздействиям;
- Продолжительный период службы.
Илларион Никулин, один из ведущих специалистов ПНИПУ, обратил внимание на дополнительный плюс геотекстиля – возможность закрепления на нем волоконно-оптических сенсоров, реагирующих на подвижки грунта, что позволяет наладить дистанционный контроль.
Нынешняя методика контроля состояния строительных конструкций базируется, главным образом, на оптических комплексах. Сбалансированными с позиции цены и качества являются решения, использующие принцип брэгговских решеток . Они помогают определить главные показатели элементов, выполняющих несущие функции, замерить уровни вибраций, деформационных нагрузок, которым они подвергаются, температуру. Существуют и более дорогие аналоги, однако, экономическая обоснованность их эксплуатации выглядит сомнительной.
Инновационная разработка
Специалистам ПНИПУ удалось успешно создать оптоволоконный комплекс, подходящий для контроля состояния геотекстиля на сложных грунтах с малой несущей способностью, торфяных, глиняных, песчаных, склонных к пучению, сезонным просадкам, смещениям.
Ученые подчеркнули, что чувствительность сенсора должна быть достаточной для уверенной фиксации смещений выраженностью около миллиметра. Чем серьезнее смещение – тем выше риск деформации, разрушения конструкции, актуальнее потребность в срочных восстановительных операциях. Прочие требования – простота монтажа комплекса, минимальная цена, безопасность для окружающей среды, долгая служба.
Илларион Никулин пояснил, что разработка ПНИПУ – оптоволоконный датчик, корпус которого выполнен на основе технологичного ABS-полимера, устойчивого к механическим нагрузкам. Чувствительность – 0.5 миллиметров. При столь впечатляющем уровне, разработка дешевле, чем аналоги на брэгговских решетках.
Сенсор, отслеживающий подвижность геотекстиля, конструктивно представляет собой петли из оптического волокна, находящиеся в полимерном корпусе. В процессе тестирования было подтверждено, что датчик уверенно фиксирует смещения, передает данные на фотоприемник, где они обрабатываются для передачи на ПК и окончательной обработки в специальной программе.
Уверенно можно сказать, что разработка Пермского Политеха положительно скажется на общем уровне безопасности строительства, как гражданского, так и специализированного, промышленного. Эффект окажется максимальным для строек в труднодоступных местностях, районах Крайнего Севера и регионах, где распространены глинистые, песчаные почвы. В первом случае, максимальны выражены эффекты морозного пучения, во втором – проблема недостаточной прочности и плотности основания, что сопряжено с огромными рисками обрушения здания. Своевременная фиксация проблемы поможет предотвратить разрушение, свести к минимуму расходы, связанные с ремонтно-восстановительными работами.
