Теорія надлишкових електричних зарядів та розробка способів збереження стійкості матеріалів і конструкцій за їх наявності

Abstract

UA: Робота присвячена створенню теорії електричних надлишкових зарядів Землі та забезпеченню стійкості ґрунтів основ, матеріалів і конструкцій в умовах накопичення таких зарядів, створенню комплексу матеріалів, способів і технологій захисту й продовження термінів служби конструкцій і споруд. Показано, що втрата буді¬вель¬них властивостей ґрунтами основ, руйнування конструкцій та споруд, аномальні зрушення й провали ґрунтів обумовлені накопиченням надлишкових електричних зарядів, що підсилюються природними електрокінетичними явищами, струмами витоку на електрифікованих ділянках залізниць. Розвинуто нові теоретичні уявлення про зміну властивостей, зниження в'язкості та зростання набухання глинистих ґрунтів, про втрату зв'язності ґрунтів, виникнення зсувів і аномальних повеней, змочування поверхонь в умовах електричних надлишкових зарядів. Виведено нове рівняння для визначення міцності композиційних матеріалів на підставі величини та знака електроповерхневих потенціалів взаємодіючих частинок. Розроблено й впроваджено композицію з модифікуючою добавкою, що утворює непроникні для надлишкових електричних зарядів електрогетерогенні або електрогомогенні із загальним шаром протиіонів контакти між структурними елементами, та технологію створення ґрунтовмісних матеріалів, що забезпечують стійкість в умовах надлишкових зарядів і електрополів Землі. Розроблено та впроваджено метод захисту від руйнівної дії надлишкового електричного заряду встановленням захисного шунтуючого пристрою у вигляді сталевої смуги. Розроблено й впроваджено спосіб діагностування вологісного стану ґрунтовмісних матеріалів за допомогою стаціонарних коаксіальних датчиків. Розроблено відповідні нормативні документи.

EN: It is shown that loss of construction properties of the base soils, destruction of the constructions and structures, anomal soil displacements and fall-throughs are attributed to accumulation of excess electrical charges which are potentiated by natural electrokinetic phenomena, leak currents in the electric sections of the railways. There is a new theoretical knowledge developed of clay soils properties variation, viscousity decrease and growth of their swelling. A theory of loss of soils’ bonding properties, landslides occurrence, anomal floods, surface moisuring in excess charge conditions are presented. A new equation to calculate strength of composite materials based on value and sign of the electro-surface potential of the interacting particles. There is a composition developed and implemented which includes a modifying agent. The agent forms electroheterogenious or electrohomogenious with a common anti-ion layer contacts which prevents penetration of excess electric charges. A technology offered to produce soilcontaining materials which ensure stability in conditions when excess charge or electric fields of Earth are present. The paper deals with development of the theory of excess electrical charge of the Earth and with measures which allow maintain stability of the base soils, materials and constructions in case of accumulation of such charges. It develops a base set of materials, methods and technologies for structures and constructions protection and operational life extension.