Научно-исследовательская Мерзлотная лаборатория кафедры «Путь и путевое хозяйство»

Научно-исследовательская Мерзлотная лаборатория создана решением Ученого совета университета от 19.12.2007, в качестве научного структурного подразделения кафедры «Путь и путевое хозяйство» Института пути, строительства и сооружений Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщений» (МИИТ). Адрес лаборатории: 127994, г. Москва, Минаевский переулок, дом 2 (7 корпус МИИТа, 1 этаж, аудитории 7103 и 7104 а).

Основной задачей деятельности лаборатории является проведение научных исследований по проблеме обеспечения надежности сооружений, расположенных в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов.

Функциями лаборатории являются:

- проведение экспериментально-теоретических исследований теплового и механического взаимодействия инженерных сооружений с мерзлыми и талыми грунтами;

- оценка и управление надежностью геотехнических систем в районах распространения многолетнемерзлых грунтов;

- прогноз геокриологических последствий глобального потепления климата и их учет при проектировании инженерных сооружений;

- экспериментальная оценка инновационных технологий и конструкций инженерных сооружений в районах распространения многолетнемерзлых грунтов;

- участие в разработке нормативной базы проектирования и строительства транспортных объектов на многолетнемерзлых грунтах;

- экспертиза проектов транспортных сооружений;

- обеспечение процесса подготовки научно-педагогических кадров современной научно-технической базой в области проектирования и строительства транспортных объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов;

- повышение научного уровня обучения студентов, аспирантов и повышения квалификации специалистов железнодорожного транспорта.

Для решения поставленных задач научно-исследовательская Мерзлотная лаборатория оснащена современным автоматизированным лабораторным оборудованием для проведения испытаний мёрзлых и оттаивающий грунтов, материалов использующихся для укрепления земляного полотна, таких как георешетки, геосинтетики и пенополистиролы:

1) Сервогидравлическая испытательная система MTS 822.31, 250кН производства корпорации MTS Systems (США)

- полный ход гидроцилиндра: 150мм

- усилие гидроцилиндра при статических испытаниях:
250кН;

- усилие гидроцилиндра при динамических (циклических) испытаниях:
250кН;

- максимальная частота испытаний: 100Гц;

2.1) Универсальная электромеханическая испытательная система Insight 30, 30кН производства корпорации MTS Systems (США)

- высота рабочей зоны: 1100мм;

- ширина рабочей зоны: 405мм;

- скорость испытания: от 0.001 до 500мм/мин;

- максимальная нагрузка при максимальной скорости: 100% (30кН);

- точность скорости +/-0.05% полной скорости;

- точность позиционирования 0.01мм;

- разрешение позиционирования 0.001мм;

2.2) Климатическая камера для электромеханических испытательных систем

- диапазон рабочих температур: -129 до +315°C;

- усиленный конвективный нагрев обеспечивает быстрый перенос тепла и защиту от

перегрева;

- большой циркуляционный вентилятор помогает гарантировать маленькие температурные

градиенты образца;

- температура при использовании жидкого азота: -129°C;

3) Криостанция для производства жидкого азота LNP-20. Производитель Cryomech Inc., США:

- полностью комплектная и готовая к работе мини-станция для производства 20 литров жидкого азота в сутки с воздушной системой охлаждения, воздушным компрессором, сосудом Дьюара на 100 литров

4) Морозильная камера. Производство РФ, фирма INFROST:

- внутренние размеры камеры: 1,5х1,5х2,5;

- толщина теплоизолирующих стенок: 120мм;

- морозильный блок;

- точность контроля температуры в диапазоне от 0°С до -6°С – +/-0,2°С;

- точность контроля температуры в диапазоне от -6°С до -30 °С – +/-0,5°С.

6) Копер автоматический ПМА-Ф

- предназначен для испытания щебня (гравия) сопротивлению удару (ГОСТ 8269.0-97) по степени разрушения зерен при испытании, оцениваемой изменением зернового состава пробы.

7) Полочный барабан КП-123А предназначен для определения истираемости щебня (гравия) по ГОСТ-8269-87. Прочность щебня (гравия) определяют по разнице массы зёрен до и после истирания пробы с металлическими шарами в полочном барабане.

В настоящее время ведутся переговоры о закупке современных расчетных программ и испытательного оборудования, что в свою очередь заложит огромный потенциал в научных исследованиях, посвященных надёжности транспортных объектов в зоне распространения многолетнемёрзлых и оттаивающих грунтов:

1) Программный продукт Plaxis (для проведения численных расчетов земляного полотна на слабых и многолетнемёрзлых основаниях, позволяет выполнять деформационные расчеты, расчеты консолидации и расчеты устойчивости; моделировать процессы поэтапного строительства и т.д.): Plaxis 2D v9+Dynamics module + PlaxFlow, Plaxis 3D Foundation + Plaxis 3D Tunnel.

2) ANSYS Mechanical. Программа для выполнения проектных разработок, анализа и оптимизации, решения сложных задач прочности конструкций, теплопередачи и акустики. Программа позволяет определять перемещения, напряжения, усилия, температуры, давления и другие параметры, важные для оценки механического поведения материалов и прочности конструкции. Также программа позволяет производить расчет элементов железнодорожного пути (в т.ч. по динамическим и конечно-элементным моделям): Расчет устойчивости земляного полотна; Расчет напряженного состояния земляного полотна и верхнего строения пути; Оптимизация узлов промежуточных скреплений и многое другое.

3) AutoCAD Сivil 3D — это мощное решение для проектирования объектов инфраструктуры на основе технологии информационного моделирования, позволяющее рассматривать больше различных вариантов на ранних этапах проектирования. AutoCAD Civil 3D помогает оптимизировать работу над проектом благодаря таким возможностям, как геопространственный анализ для выбора подходящей стройплощадки, анализ ливневых стоков для обеспечения соблюдения экологических норм, составление сметы и динамический расчет объемов земляных работ для оптимизации расхода материалов, а также 3D визуализация для понимания воздействия проекта на окружающую среду.

4) Комплект оборудования производства ООО «Научно-производственное предприятие «Геотек» для проведения всего комплекса испытаний вечномёрзлых грунтов:

а. Установка одноосного сжатия ГТ 0.5.2

б. Устройство компрессионного сжатия ГТ 1.1.6

в. Устройство для испытания шариковым штампом ГТ 1.5.1

г. Установка одноплоскостного среза ГТ 0.2.2

5) Система одноосных испытаний и испытаний в стабилометре грунтов и дорожных покрытий в различных климатических условиях.

Дополнительная информация: http://www.scan.ru/service/test/testgeo/ground/

Камера трехосного сжатия для испытания грунтов и дорожных покрытий

Камера трехосного сжатия MTS предназначена для широкого ряда испытаний, таких как: трехосное исследования асфальта, определение модулей упругости почв, динамическое конструирование фундаментов, сжижение, а также UU, CU и CD испытания почв с выбором подходящих компонентов и опций подсистем. Камера трехосного сжатия MTS соответствует техническим требованиям AASHTO T307, ASTM D3999 и ASTM D5311. В камере трехосного сжатия используются три различных уплотняющих среды: воздух для низкостатического всестороннего давления (200 кПа), вода для высокостатического (1000 кПа или 2100 кПа) или динамического контроля всестороннего давления, силиконовое масло для высокостатического, динамического всестороннего давления или низкотемпературного контроля окружающей среды.