Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Брагарь Елена Петровна «8D07329 – Құрылыс» білім беру бағдарламасы бойынша «Циклдік мұздату-еріту кезінде саздақтардан тұратын топырақ негізінің қасиеттерінің өзгерту» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Құрылыс кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - ағылшын тілінде
Ресми рецензенттер:
Jong-Sub Lee – PhD, Корея университеті «Азаматтық, қоршаған орта және сәулеттік инженерия» мектебі профессоры (Сеул қ., Корея Республикасы);
Дюсембаев Изим Насиевич – техника ғылымдарының докторы, Yessenov University «Құрылыс инженериясы» кафедрасының профессоры (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Ankit Garg – PhD, Шаньтоу университетінің азаматтық және зияткерлік құрылыс кафедрасының доценті (Шаньтоу қ., ҚХР).
Eun Chul Shin – KOREA Consultant Co., Ltd. төрағасы (Инчеон қ., Корея Республикасы).
Jinyuan Wang – PhD, Wuhan University of Technology, School of Civil Engineering and Architecture (Ухань қ., ҚХР).
Ғылыми кеңесшілері:
Жусупбеков Аскар Жагпарович – техника ғылымдарының докторы, Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Геотехникалық институттың директоры, «Құрылыс» кафедрасының профессоры (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Вuddhima Indraratna – PhD, Сидней технологиялық университетінің құрметті профессоры (Сидней қ., Австралия).
Қорғау 2025 жылғы 13 ақпан, сағат 11:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D07329 – Құрылыс» білім беру бағдарламасы бойынша «8D073 – Сәулет және құрылыс» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі онлайн форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: http://surl.li/lxmnji
Мекен-жайы: Astana, K. Satpayev str. 2, Educational and administrative building, auditorium № 302
Аңдатпа (қаз.): Диссертациялық зерттеудің мақсаты: ылғалдылығы мен циклдік мұздату-еріту кезінде кеуектілік коэффициенті әртүрлі төрттік шөгінді саздақтардың беріктігі (ішкі үйкеліс бұрышы және меншікті адгезия) және деформация (деформацияның одометриялық модулі) сипаттамаларының өзгеруі арасындағы математикалық байланысты талдау және дамыту. Зерттеу міндеттері: 1) Құрылыс алаңының нақты жағдайларын, сазды-сазды іргетас топырақтарын және қатал климаттық жағдайларды ескере отырып, маңызды позициядан салынып жатқан ғимараттар мен құрылыстардың орналасуына әсер ететін факторларды анықтау және жіктеу 2) Осы мәселені зерттеудің әлемдік тәжірибесіне сүйене отырып, циклдік мұздату-еріту кезінде әртүрлі дисперсті топырақтардағы беріктік және деформациялық сипаттамалардың өзгеру заңдылықтарын талдауды орындау. 3) Әдебиеттік шолуда анықталған факторлардың (кеуектілік коэффициенті, топырақтың ылғалдылығы, мұздату-еріту циклдерінің саны) негізінде үш факторлы, үш деңгейлі экспериментті жоспарлау, қолданыстағы нормативтік құжаттар негізінде зертханалық зерттеу әдістемесін әзірлеу. 4) Циклдік мұздату-еріту кезіндегі бастапқы параметрлері әртүрлі (кеуектілік коэффициенті, ылғалдылық) саздақтардың тік деформацияларын, сондай-ақ олардың кеуектілік коэффициентінің өзгеруін анықтау. 5) Циклдік мұздату-еріту кезінде саздақтардың деформациялық сипаттамаларының (толық деформация модулі) өзгеруінің математикалық моделін жасау. 6) Циклдік мұздату-еріту кезінде саздақтардың беріктік сипаттамаларының (меншікті когезия, ішкі үйкеліс бұрышы) өзгеруінің математикалық моделін жасау. 7) Қолайсыз жағдайларда жауын-шашынды модельдеу және болжауды жобалау тәжірибесінде зерттеу нәтижелерін есепке алу алгоритмін ұсыну. Зерттеу әдістері: Төменгі топырақ ретінде Батыс Сібірдің оңтүстігінде, Тюмень облысында кең таралған сазды-сазды топырақ түрі - кеуектілігі мен ылғалдылығының әртүрлі коэффициенттері бар және өтімділік индексі диапазонында саздақ таңдалды. оқу. Құрылымы бұзылған топырақ құрғақ топырақ пен тазартылған судың қажетті мөлшерін араластыру арқылы сыналған. Топырақтың тығыздығы мен ылғалдылығы қажетті ылғалға () және топырақтың кеуектілік коэффициентіне () байланысты белгіленді. Ылғалдылығы берілген топырақты нығыздау қабат-қабат, үш кезеңде, қажетті тығыздыққа дейін жүргізілді. Үлгілер металл сақиналарда жасалған: ығысу сынағы үшін - диаметрі 71,5 мм және биіктігі 35 мм; қысу сынақтары үшін - диаметрі 87 мм және биіктігі 25 мм. Зерттеу аясында үш факторлы, үш деңгейлі эксперимент жүргізілді. Негізгі зерттелген факторлар: топырақтың кеуектілік коэффициенті (), топырақ ылғалдылығы (), мұздату-еріту циклдерінің саны (). Сонымен қатар, беріктік пен деформация сипаттамаларының аралық мәндерін нақтылау үшін мұздату-еріту циклдерінің саны 1 және 3 (немесе 4) болатын қосымша тәжірибелер жүргізілді. Үлгілер -20°C температурада мұздатылған және +20°C температурада ерітілген, мұздату және еріту уақыты 12 сағатты құрады. Үлгілер судың ықтимал булануын болдырмау үшін жабық жүйеге орналастырылды және үлгілерге су ағыны болмады. Тұрақты температурада жан-жақты мұздату әдісі қолданылды. Үлгілер қалыпты кернеулерге ұшырамай, металл сақиналарға орналастырылды. Циклдік мұздату-еріту кезінде топырақ үлгілерінің тік деформациялары 0,01 мм дәлдікпен ICH-50 индикаторы арқылы өлшенді. Топырақтың деформациялық сипаттамалары (толық деформация модулі , МПа, модификацияланған сығылу индексі , модификацияланған рекомпрессия индексі ) сығымдау әдісін қолдану арқылы сыналатын топырақ үлгілерін сынау арқылы анықталды. Сынақтар ASIS әмбебап есептеу кешені – дисперсті топырақтарды сығымдау және сүзу сынағы арқылы NPP Geotek (Ресей) шығарған компрессиялық компрессиялық қондырғыда жүргізілді. Топырақтың беріктік сипаттамалары (ішкі үйкеліс бұрышы , °, меншікті адгезия , кПа) қырқу үшін берілген тығыздық пен ылғалдылықтағы топырақ үлгілерін сынау арқылы анықталды. Сынақтар бір жазықтықты кесу құрылғысында (NPP Geotek, Ресей) жүргізілді. Топырақ сипаттамаларының өзгеруінің (жалпы деформация модулі, ішкі үйкеліс бұрышы және меншікті адгезия) зерттелетін факторларға (топырақ кеуектілік коэффициенті, топырақтың бастапқы ылғалдылығы, қату-еріу циклдерінің саны) тәуелділігін сипаттау үшін Delphi 7 бағдарламалау ортасы PASCAL объектілі-бағытталған тілінде. Бағдарлама эксперименттік деректерді өңдеудің үш нұсқасын ұсынады: әрбір айнымалы үшін сәйкес ретті үш көпмүшелердің көбейтіндісі, әрбір параметр үшін ерікті ретті көпмүшелердің қосындысы, функцияны берілгенге жақын жерде Тейлор қатарындағы кеңейту. үш айнымалыдағы нүкте. Әрі қарай, топырақтардың беріктігі (ішкі үйкеліс бұрышы, меншікті адгезия) және деформациялық (жалпы деформация модулі) сипаттамаларының ең дәл математикалық байланысын таңдау үшін зертханалық зерттеулердің бөлігі ретінде алынған мәліметтер әзірленген бағдарламаға жүктелді. Негізгі ережелері (дәлелденген ғылыми гипотезалар және жаңа білім болып табылатын басқа да тұжырымдар) 1. Құрылымның толық қоныстануына әсер ететін факторлар, оның ішінде «технологиялық қондыру» анықталды, олардың жіктелуі жүргізілді, оның ішінде қатал климаттық жағдайларда (шұңқырлы-сазды топырақтар, жер асты суларының жоғары деңгейі) жұмыс үшін маңызы жағынан , елді мекеннің технологиялық құрамдас бөлігін ескеру қажеттілігі анықталды, бұл болжамдылықтың нашарлығынан салынып жатқан объектілерде төтенше жағдайларға әкеледі. Циклдік мұздату-еріту кезінде топырақты декомпактизациядан қорғаудың қолданыстағы әдістері қарастырылады, бірақ егер жұмыс дұрыс жобаланбаған немесе жүргізілсе, құрылыс объектілерінің пайдалану сенімділігін төмендететін олардың ықтимал тиімсіздігі белгіленеді. 2. Мұздату-еріту кезінде әртүрлі дисперсті топырақтарда беріктік пен деформациялық сипаттамалардың төмендеуінің қолданыстағы заңдылықтарының әлемдік тәжірибесіне кешенді талдау жүргізілді, болатын саздақтардың механикалық сипаттамаларының өзгеруінің математикалық үлгілерін жасау қажеттілігі анықталды. , олар барлық жерде, соның ішінде Ресей Федерациясында, Түмен облысының аумағында, әрі қарай инженерлік тәжірибеде пайдалану үшін кең таралған. 3. Әдебиеттерді шолуда анықталған факторлар негізінде үш факторлы, үш деңгейлі эксперимент жоспарланған (кеуектілік коэффициенті , топырақ ылғалдылығы , мұздату-еріту циклдерінің саны , қолданыстағы нормативтік құжаттар негізінде зертханалық зерттеулерді жүргізу әдістемесі әзірленді. құжаттар. 4. Циклдік мұздату-еріту кезінде және болатын саздақтардың тік деформацияларының заңдылықтары анықталды. Циклдік мұздату-еріту процесі көп жағдайда топырақтың өз салмағының әсерінен мұздату кезінде топырақ макроқұрылымының бұзылуынан және еріту кезінде бөлшектердің одан әрі қайта оралуынан топырақтың қосымша тығыздалуына әкелетіні анықталды. . Зертханалық мәліметтер негізінде кеуектілік коэффициентінің өзгеруінің мұздату-еріту циклдерінің санына математикалық тәуелділіктері әртүрлі бастапқы кеуектілік коэффициенттері мен ылғалдылығы бар саздақтар үшін алынды. 5. Деформация модулінің максималды өзгеруі 1-3 циклде болатыны анықталды. Әрі қарай 10 циклге дейінгі мұздату-еріту кезінде деформация модулінің мәні бірте-бірте тұрақтанады. Деформация модулінің өзгеруі үлгі көлемінің өзгеруіне тікелей байланысты екенін атап өту маңызды: циклдік мұздату-еріту кезінде үлгілердің көпшілігінің қосымша тығыздалуына байланысты эдометриялық деформация модулі 32%-ға дейін артады. Жүргізілген тәжірибелік және теориялық зерттеулер негізінде және болатын саздақтардың деформациялық сипаттамаларының (100-200 кПа қысым диапазонындағы одометриялық деформация модулі) өзгеруінің математикалық моделі жасалып, номограммалары құрастырылды. циклдік мұздату есебінен – жібіту. Модель ең кіші квадраттар әдісі арқылы көпмүшені Тейлор қатарын кеңейтуге негізделген. Тәуелділік топырақтың кеуектілік коэффициентін, оның ылғалдылығын және нақты жағдайларда топырақ ұшыраған мұздату-еріту циклдерінің санын есепке алуға мүмкіндік береді. 6. Зертханалық зерттеулер нәтижесінде циклдік мұздату-еріту кезінде ішкі үйкеліс бұрышының өзгеру сипаты айқын емес екені анықталды. Сонымен, 1-5 циклде бұл сипаттаманың жоғарылауы да, оның төмендеуі де байқалады. Дегенмен, 10 мұздату-еріту циклінен кейін ішкі үйкеліс бұрышы бастапқы мәндерге (циклдерге дейін) оралады немесе саздақтардың көпшілігі үшін 1,5 есеге дейін артады. Циклдік мұздату-еріту кезінде бастапқы деректерге байланысты спецификалық адгезияның 87%-ға дейін төмендейтін айқын үрдісі бар екені анықталды. Жүргізілген тәжірибелік және теориялық зерттеулер негізінде бастапқы параметрлерді (кеуектілік коэффициенті) ескере отырып, циклдік мұздату-еріту кезінде саздақтардың беріктік сипаттамаларының (ерекше адгезиясы, ішкі үйкеліс бұрышы) өзгеруінің математикалық моделі анықталды және номограммалары құрастырылды. , топырақ ылғалдылығы). 7. Жобалау тәжірибесінде пайдалану мақсатында қолайсыз жағдайларда құрылыс кезінде циклдік мұздату-ерітуге байланысты саздақтың физикалық-механикалық сипаттамаларының өзгеруін есепке алу алгоритмі ұсынылды: жағдайдың болжамын сандық модельдеу кезінде беткейлердің, беткейлердің, үйінділердің, жағалаулардың және ғимараттар мен құрылыстардың іргетасының шөгуінің болжамы. Алынған нәтижелердің жаңалығы мен маңыздылығының негіздемесі Теориялық маңыздылығы циклдік мұздату-еріту кезіндегі саздақтардың физикалық-механикалық сипаттамаларының өзгеруіне заңдылықтарды эксперименттік анықтауда және математикалық тәуелділіктерді әзірлеуде. Ғылыми жаңалық кеуектіліктің бастапқы коэффициентіне және топырақ ылғалдылығына байланысты саздақтар үшін циклдік мұздату-еріту кезінде беріктік (ішкі үйкеліс бұрышы, меншікті адгезия) және деформация (одометриялық деформация модулі) сипаттамаларының өзгеруіне математикалық тәуелділіктерді әзірлеуден тұрады, сонымен қатар циклдік мұздату-еріту кезінде саздақтардың кеуектілік коэффициентінің өзгеру заңдылықтарын анықтау. Практикалық маңыздылығы тексеру есептеулерін жүргізу, алдын алу шаралары мен апаттық шараларды әзірлеу үшін инженерлік практикада қолдануға болатын циклдік мұздату-ерітуге байланысты саздақтардың физикалық-механикалық сипаттамаларының өзгерістерін есепке алудың ұсынылған алгоритмінен тұрады. Ғылымның даму бағыттарына немесе мемлекеттік бағдарламаларға сәйкестігі Қыста теріс температура жер шарының үлкен аумағында, атап айтқанда Ресейде, АҚШ-та, Норвегияда, Моңғолияда, Қазақстанда, Финляндияда, Эстонияда, Канадада, Қытайда, Швецияда және басқа да бірқатар елдерде байқалады. Бұл аймақтарда тұрғызылған ғимараттар мен құрылыстардың іргетастарының, топырақ құрылыстарының топырақтары циклдік мұздату-еріту процестерінің белсенді әсерінен болады, ылғалдылығы әртүрлі, судың гидростатикалық және гидродинамикалық әсерлері және т.б. Суық аймақтардағы топырақтың циклдік мұздауы мен еруі іргетастың геотехникалық қасиеттерін айтарлықтай нашарлататыны белгілі. Бұл әртүрлі өндірістік және азаматтық ғимараттардың, жолдар, құбырлар мен бөгеттер сияқты жасанды құрылыстардың іргетасының еруінің көтерілуіне және шөгуіне, зақымдалуына және тіпті бұзылуына әкеледі. Осыны ескере отырып, әртүрлі құрылымдарды жобалағанда, түсіру кезінде алынған бастапқы мәндерге қатысты мұздату және еріту кезінде топырақтардың беріктігі мен деформациялық сипаттамаларының ықтимал төмендеуін ескеру қажет. Бұл мәселе шұңқырлардың, траншеялардың, қазбалар мен жағалаулардың беткейлерінің тұрақтылығы үшін де өзекті болып табылады, олардың тіктігі әдетте олардың ықтимал мұздауы мен еруін есепке алмай, олардың табиғи пайда болу жағдайларына байланысты тағайындалады. Дегенмен, көбінесе құрылымдардың құрылысы жазғы және қысқы айларды қамтитын ұзақ уақыт бойы жүзеге асырылады. Сондықтан ашық траншеялар мен шұңқырлардың беткейлеріндегі топырақтар, сондай-ақ қысқы кезеңде аяқталмаған қазбалар мен жағалаулар көктемде қатып, кейін ериді, көбінесе олардың құрылыс қасиеттері айтарлықтай өзгереді. Топырақ қасиеттерінің өзгеруі туралы мәселені бұрын бүкіл әлем ғалымдары зерттеген, бірақ топырақтың әртүрлілігіне және циклдік мұздату кезінде топырақтың механикалық қасиеттерінің өзгеруін жоғары дәлдікпен сипаттайтын әмбебап тәсілдердің болмауына байланысты әлі де ашық. -еріту. Осылайша, бұл зерттеу тақырыбы бүгінгі күнге дейін өзекті болып қала береді, атап айтқанда, әртүрлі консистенциядағы саздақтармен ұсынылған Түмен облысында, соның ішінде табиғи топырақ негіздерінің кең таралған түрлері үшін. Докторанттың әрбір жарияланымды дайындауға қосқан үлесінің сипаттамасы жазылады: Басылымдар: Scopus дерекқорында citescore шкаласы бойынша кемінде 25 (жиырма бес) процентилі бар халықаралық рецензияланатын ғылыми журналдардағы мақалалар: 1. Evaluation of the Strength Characteristics of Silty-Clayey Soils during Freezing-Thawing Cycles // Applied Sciences (Switzerland). – 2022. – Vol. 12(2). – P. 802 (Q2). 2. Evaluation of the strength parameters of clay loams during freezing-thawing cycles // Smart Geotechnics for Smart Societies. – 2023. – P. 2036–2041 (Q3). Қазақстанда және шетелде өткізілетін халықаралық және Ұлттық конференциялар материалдарындағы мақалалар: 3. Changes in soil properties at unloading of base of deep foundation pit // Geotechnics Fundamentals and Applications in Construction: New Materials, Structures, Technologies and Calculations - Proceedings of the International Conference on Geotechnics Fundamentals and Applications in Construction: New Materials, Structures, Technologies and Calculations, GFAC 2019. – 2019. – P. 290-295. 4. Risks of using artificial sand base in difficult geotechnical conditions // Journal of Physics: Conference Series. –2021. – 1928(1), 012015. 5. Changes in silty-clayed soil properties due to hydrodynamic water pressure at excavation of a deep pit // Proceedings of the 7th International Young Geotechnical Engineers Conference – Scott (Ed.), 2022 Australian Geomechanics Society, Sydney Australia, ISBN 978-0-9946261-5-8. – 2020. – P. 89-93. Басқа рецензияланған ғылыми журналдар мен кітаптардағы мақалалар: 6. To the statistical analysis of soil shear tests results // Construction and Geotechnics. – 2020. – Vol. 3. – P. 8-17. 7. The influence of the area flooding process on the buildings soilbase characteristics // Bulletin of Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and Architecture. – 2021. – Vol. 1(82). – P. 89-100. Апробация: 2019 жылы 6-8 ақпанда «Геотехниканың іргелі және қолданбалы мәселелері: жаңа материалдар, құрылымдар, технологиялар және есептеу әдістері» халықаралық ғылыми-техникалық конференциясында баяндама жасалды, Санкт-Петербург, Ресей. 2019 жылы 25-27 қыркүйекте V Халықаралық жастардың ғылыми-тәжірибелік геотехникалық конференциясында баяндама ұсынылды, Мәскеу, Ресей. 2020 жылы, 26 қарашада «Жер асты құрылысының өзекті мәселелері» I университетаралық студенттік ғылыми-техникалық конференциясында баяндама, Новосибирск, Ресей. 2021 жылдың 26-28 мамырында «Терең негіздер мен геотехникалық аумақтардың мәселелері» халықаралық қатысуымен өткен II Бүкілресейлік конференциясында баяндамасы ұсынылды, Пермь, Ресей. 2021 жылы 27-29 қазанда «Геотехниканың заманауи теориялық және практикалық мәселелері: жаңа материалдар, құрылымдар, технологиялар және есептеу әдістері» Геотехника бойынша халықаралық ғылыми-техникалық конференциясында баяндамасы ұсынылды, Санкт-Петербург, Ресей. 2022 жылы, 29-31 сәуір, Жас геотехникалық инженерлердің 7-ші халықаралық конференциясында, Сидней, Австралия. 2022 жылы 15-17 маусымда «Ірі қалалардың дамуы мен қауіпсіздігінің өзекті мәселелері» Еуразиялық инновациялық форумында тұсаукесер, Алматы, Қазақстан. 2022 жылы, 29 қыркүйекте «Геотехникадағы топырақ механикасы және іргетас инженериясы» IV халықаралық ғылыми-техникалық конференциясында баяндама ұсынылды, Новочеркасск, Ресей. 2022 жылы 28 қарашада «ARCTIC: мұнай-газ секторындағы өнеркәсіптік және экологиялық қауіпсіздікке заманауи тәсілдер», Тюмень, Ресей IV халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциясында баяндама ұсынылды. 2023 жылы 12 сәуірде ПНИПУ-дың 70 жылдығына арналған аспиранттар, жас ғалымдар, студенттер мен мектеп оқушыларының XV мерейтойлық Бүкілресейлік жастар конференциясында презентация, Пермь қ., Ресей. 2023 жылы 24 мамырда «Жер қойнауын пайдаланудың өзекті мәселелері» студенттер мен жас ғалымдардың ХІХ халықаралық форум-конкурсында баяндама жасалды, Санкт-Петербург, Ресей. 2023 жылы 14-18 тамызда Топырақ механикасы және геотехникасы бойынша 17-ші Азия аймақтық конференциясында баяндама ұсынылды, Астана, Қазақстан. 2023 жылы 16-18 қазанда «Топырақ механикасында, геотехникалық есептеулерде және іргетас инженериясында заманауи үлгілерді пайдалану» халықаралық ғылыми-техникалық конференциясында баяндамасы ұсынылды, Воронеж, Ресей. 2024 жылдың 29-31 мамырында «Терең негіздер мен геотехникалық аумақтардың мәселелері» халықаралық қатысуымен өткен III Бүкілресейлік конференциясында баяндамасы ұсынылды, Пермь, Ресей.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=QeyWijkM9KU
