Лабораторные исследования

8.5. Лабораторные исследования выполняются на отобранных пробах и заключаются в следующем:

- при отсутствии первоначальных сведений уточняется состав бетона (вид цемента и заполнителей, их ориентировочное соотношение в объеме, количество пор, водонепроницаемость бетона по показателю водопоглощения по массе по кускам бетона взятого из конструкций или по выбуренным кернам);

- прочность и морозостойкость бетона по выбуренным кернам;

- физико-механические свойства поврежденных арматурных элементов, отобранных из конструкций (сопротивление разрыву, относительное удлинение при растяжении, сопротивление при изгибе);

- наличие и концентрация хлоридов, сульфатов и других активных к бетону и стали агрессивных компонентов (в бетоне, в пограничном слое между бетоном и арматурой, в составе ржавчины);

- щелочность бетона (значение рН);

- химический анализ фильтрующих грунтовых вод;

- химические анализы продуктов новообразований;

- наличие и вид грибковых и бактериальных поражений.

8.6. Диагностическое обследование, как правило, включает два этапа: предварительное обследование и детальное обследование. Выполнение только визуального обследования обычно дает заниженные результаты по объемам ремонтных работ. В этой связи при невозможности выполнения детального обследования сооружения, для корректировки объемов ремонтных работ в расчетах рекомендуется вводить повышающий коэффициент, равный: для конструкций простого профиля - 2,0 и для конструкций сложного профиля - 2,2.

На основании анализа результатов комплексного обследования, включающего в себя материалы коррозионных обследований, производится оценка (в том числе и расчетная) состояния отдельных конструкций и здания в целом, прогноз долговечности без учета и с учетом ремонтных работ, составляется проект ремонтно-восстановительных работ (а в случае необходимости проект усиления) или реконструкции сооружения.

8.7. Выбор мер защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений при ремонтно-восстановительных работах или при реконструкции производится в зависимости от степени и характера коррозионных повреждений, установленных по результатам обследования и диагностики их состояния.

При эксплуатации сооружения повреждения возникают, как правило, вследствие нескольких причин, поэтому проектное решение по созданию системы антикоррозионной защиты сооружения осуществляется путем комплексного подхода, основанного на системе методов защиты, адаптированных применительно к конкретным элементам сооружения и условиям их эксплуатации.

8.8. Наиболее характерные коррозионные повреждения элементов конструкций транспортных сооружений приведены в Таблице 8.1.

Источник: Пособие к МГСН 2.09-03: Защита от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений

7.2.11.11 Лабораторные исследования грунтов с особыми свойствами выполняются в соответствии с 6.2.14.14 - 6.2.14.19.

Для просадочных грунтов, подлежащих закреплению, помимо показателей, указанных в 6.2.14.17, следует также определять химико-минералогический состав, емкость поглощения и состав обменных катионов, рН среды, а также прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов. При намечаемом уплотнении грунтов следует определять максимальную плотность (при оптимальной влажности) в соответствии с ГОСТ 22733. Определение свойств грунтов, подстилающих просадочную толщу, следует выполнять как для обычных грунтов.

В лабораторных условиях для определения склонности песков к проявлению плывунности исследуются свойства песков, в том числе наличие органического вещества (внутренние факторы), и зависимость плывунности от внешних факторов (ударных, вибрационных и статических нагрузок). Совместное влияние внутренних и внешних факторов может приводить к проявлениям плывунности и разжижению грунтов.

Способность грунта переходить в плывунное состояние можно установить по величине водоотдачи образцов с естественным или нарушенным сложением и изменению порового давления при изменении их напряженно-деформированного состояния. Признаками возможности легкого перехода являются полное водонасыщение, высокая пористость (43 - 45 %), наличие двух преобладающих гранулометрических фракций с диаметрами d₁и d₂, резко различных по крупности (d₁/d₂> 20), при малом (2 - 4 %) содержании более мелкой их них, а также гидрофильность коллоидов, содержащихся в грунте.

7.2.11.12 Косвенным показателем гидрофильности является седиментационный объем, зависящий от количества и минерального состава глинистых частиц, состава обменных катионов, вида и концентрации порового раствора. Чем выше гидрофильность и седиментационный объем, тем выше плывунность грунта.

Определение седиментационного объема выполняется посредством измерения объема осадка, образующегося в цилиндре емкостью 25 мл при свободной седиментации суспензии из навески грунта (3 г) в течение 1 сут. Если объем превышает 10 см³, грунт классифицируется как сильно тиксотропный. В этом случае грунт переходит в плывунное состояние вследствие тиксотропного разупрочнения, проявляющегося при динамических нагрузках на грунт. При изучении плывунов этого типа необходимо исследовать их тиксотропные свойства.

7.2.11.13 Оценка тиксотропных свойств грунтов проводится с помощью ротационных вибровискозиметров, вибростолов и сейсмических платформ, вибростабилометров и вибросдвиговых установок. С помощью первой установки возможно испытание водонасыщенных глинистых грунтов нарушенного сложения и грунтовых паст, с помощью последних - испытания грунтов как в ненарушенном, так и в нарушенном сложении.

7.2.11.14 Для лабораторного изучения плывунности используется метод определения величины критического градиента фильтрации по формуле

                                                            (7.1)

где ρ_s - плотность частиц грунта;

е - коэффициент пористости.

Под воздействием фильтрационного потока песок может перейти в плывунное состояние в том случае, если градиент фильтрационного потока достигнет критического значения i_k. Критический градиент для различных песков лежит в пределах 0,79 - 1,24. Пористость песков, находящихся под воздействием фильтрационного потока, при переходе в плывунное состояние увеличивается. При испытаниях используется фильтрационный прибор для определения критического градиента возникновения плывунов и суффозии КГС-2.

7.2.11.15 Поведение песчано-глинистых грунтов, склонных к разжижению, при землетрясениях определяется ускорением колебаний (амплитудами динамических воздействий) и частотой воздействий. Величина пороговых ускорений, определяющих переход от незначительных изменений прочности грунтов к значительным и полной потере прочности (плывунам) является функцией состава, состояния и свойств грунтов.

Для грунтов пластичной и твердой консистенции (I_L < 1) первое критическое ускорение (при котором начинается снижение прочности) изменяется от 0,2 g (для влажных грунтов) до 0,6 g (для сухих). При достижении второго критического ускорения 3,5 - 5,0 g грунты переходят в разжиженное состояние.

Грунты текучей консистенции (I_l > 1) обычно сразу переходят в разжиженное состояние при достижении ускорения более 1,0 g.

7.2.11.16 Среди прямых лабораторных методов динамических испытаний грунтов в зависимости от типа грунта и доступности оборудования могут применяться: динамическое трехосное сжатие, трехосное сжатие с циклическим нагружением, динамические испытания по схеме простого и циклического сдвига, динамический крутильный сдвиг, динамический кольцевой сдвиг или вибростендовые испытания. Для сооружений с повышенными статическими и динамическими нагрузками (реакторное отделение, машинный зал) следует проводить дополнительные испытания на приборах скашивания для определения модуля сдвига.

Согласно рекомендациям МАГАТЭ (№ NS-G-3.6 [112]) для оценки возможности разжижения проводятся лабораторные испытания на прочность грунта в недренированном состоянии посредством циклических испытаний на трехосное сжатие, с введением соответствующих поправочных коэффициентов на испытания грунтов в массиве. Оценивается число циклов, требующихся для достижения определенных условий разрушения (например, начального разжижения или процента продольной деформации) при данной амплитуде циклического напряжения. Уровень циклического напряжения варьируется, и испытаниям подвергаются другие образцы. После этого строится экспериментальная кривая, которая показывает соотношение между циклическими напряжениями и числом однородных циклов, требующихся для наступления разжижения, а также кривые, иллюстрирующие уменьшение модуля сдвига и коэффициента затухания в зависимости от деформации сдвига. Затем определяется число эквивалентных однородных циклов, принятое в качестве репрезентативного для эталонного колебания грунта на площадке и критерии разрушения в случае разжижения.

В зависимости от степени сложности применяемого метода анализа может потребоваться знание других свойств грунта. Некоторые свойства могут быть исследованы путем проведения дополнительных лабораторных испытаний, таких как недренированные испытания на сдвиг с монотонным нагружением и компрессионные испытания. В дополнение следуют собрать и тщательно изучить данные о разжижении, которое имело место на площадке размещения АЭС или вблизи площадки в прошлом.

Источник: СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства