Ученые НГТУ НЭТИ разрабатывают универсальные критерии наличия дефектов в строительных сооружениях
Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ обследовали 70 мостов, чтобы выделить критерии, позволяющие объективно классифицировать техническое состояние строительных сооружений и идентифицировать ранние стадии развития дефектов.
Все строительные конструкции и инженерные сооружения (мосты, тоннели, высотные здания, плотины, промышленные объекты) подвергаются непрерывному воздействию эксплуатационных нагрузок, климатических факторов, динамических воздействий (транспорт, ветер, сейсмическая активность) и процессов естественного старения. Эти факторы приводят к постепенному накоплению дефектов, таких как трещины, коррозия, усталость материалов, деформации узлов и соединений, которые могут снизить несущую способность конструкций и в конечном итоге привести к их частичному или полному разрушению, объясняет аспирант кафедры геофизических систем физико-технического факультета НГТУ НЭТИ Алина Лукьянова.
Ученые вуза активно развивают пассивный сейсмический метод стоячих волн, включающий микросейсмический мониторинг, для обследования строительных сооружений, однако основная проблема заключается в том, что каждый объект анализируется отдельно, при этом много времени тратится на объекты, которые вызывают сомнения после первичной обработки.
«Если мы видим нетипичную картину, например, отличную от математического моделирования, сразу возникают вопросы и сомнения в том, верно ли выполнена первичная обработка данных. Мы не можем заявлять о дефектности, если не уверены в этом на 100%. Такие сооружения проверяются несколько раз и разными людьми во избежание ошибок. Наличие критериев, по которым без привлечения эксперта можно было бы сказать, что сооружение имеет серьезные дефекты, дало бы возможность тратить значительно меньше времени на анализ и сократить вероятность ошибки. Поэтому наша основная задача — провести сравнительный анализ данных, выявить и обосновать общие критерии, позволяющие объективно классифицировать техническое состояние обследуемого объекта и идентифицировать ранние стадии развития дефектов», — рассказала Алина Лукьянова.
В рамках работы был проведен полевой этап — сбор данных с 70 мостов, расположенных в сложных климатических условиях. Каждый мост обследовался отдельно и по частям: само полотно, его опоры и грунт. После сбора данных происходила их обработка. Ученые определяли глубину многолетнемерзлых пород, длину опор, состояние мостового полотна по различным динамическим характеристикам. Затем составлялись отчеты с полным анализом, выводами и рекомендациями по дальнейшей эксплуатации.
Как отмечает Алина Лукьянова, только после того, как готовы все отчеты, можно заниматься аналитикой, сравнительным анализом и систематизацией всех данных с целью формулировки универсальных критериев для оценки состояния выбранного класса сооружений. По результатам обследований было выявлено несколько сооружений, подлежащих повторному обследованию. Именно такие сооружения формируют уникальную базу данных, необходимую для формулировки критериев наличия дефектов.
Что касается практической значимости работы, быстрый первичный анализ по выделенным критериям позволит принять меры сразу, до выдачи экспертного заключения, что повысит безопасность эксплуатации сооружений.
На данный момент проведен полный цикл работ — от полевых исследований до выдачи заключений и идет работа с анализом всех данных. В следующем году планируется выборочное повторное проведение обследований и формулировка самих критериев для оценки состояния сооружений с их внесением в технический регламент по безопасности эксплуатации мостовых сооружений.