Научное открытие: "Явление образования истинных плывунов".
Формула открытия: Установлено неизвестное ранее явление образования истинных плывунов, заключающееся в том, что в водонасыщенной дисперсной породе происходит накопление в виде пузырьков газообразных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые вызывают избыточное давление в жидкой фазе породы, являющееся энергетическим фактором ее подвижности.
Автор: В. В. Радина.
Номер и дата приоритета: № 91 от 16 мая 1960 г.
Описание открытия
Плывунами называют водонасыщенные пески и супеси, под влиянием механических воздействий способные расплываться и двигаться (течь) вместе с водой. Плывуны издавна считаются грозным врагом строителей. Из-за них неизмеримо возрастает объем работы, нередко возникают аварии. Часто плывун дает о себе знать при рытье котлована. Строители не успевают выбирать из него грунт - иногда приходится начинать работу снова. По мере углубления котлована в боковых стенках его образуются пещеры, над которыми нависают своды. Происходят обвалы.
Плывун долго оставался широко известным, но необъясненным явлением. Первые московские метростроевцы, например, рассказывали, с каким трудом они проходили разведочные шурфы, наткнувшись на плывуны. Временами приходилось выбирать грунта в десятки и сотни раз больше, чем предусмотрено проектом.
Раскрыть природу плывунов, узнать их свойства удалось московскому инженеру-грунтоведу В. В. Радиной (Институт Гидропроект имени С. Я. Жука).
Еще в 1935 г. профессор А. Ф. Лебедев разделил плывуны на ложные и истинные. Первые - это чистые водоносные пески. Стоит отобрать у них воду, как у них пропадает "склонность к путешествиям". Вторые сложнее. А. Ф. Лебедев обнаружил в их составе коллоиды, обладающие высокой стабильностью. Именно эти вещества делали грунт легким на подъем. Коллоиды служили ему как бы смазкой. Как только объем истинного плывуна попадал под напор воды, он начинал двигаться. Откуда в плывуне берутся коллоиды? А. Ф. Лебедев считал, что из торфяников, содержащих органическое вещество. Действительно, плывуны часто соседствовали с залежами торфа.
Путем многочисленных экспериментов В. В. Радина установила, что в истинных плывунах живут микробы. Продукты их жизнедеятельности - слизь и газ - насыщают грунт, как бы накачивают его. Давление газа в объеме грунта возрастает, он раздувается, словно воздушный шар. Когда плывун на глубине зажат горной породой, двигаться ему некуда. Но как только его коснулась выработка, он начинает двигаться в пространство котлована с довольно большой скоростью. Трение уменьшают пузырьки газа, со всех сторон облепляющие частицы грунта и как бы создающие воздушную подушку.
Открытие В. В. Радиной позволяет по-новому вести борьбу с истинными плывунами. Главное - дать выход газу, а затем прекратить жизнедеятельность микроорганизмов. В. В. Радина рассказывает, что много лет назад она видела, как на Урале в основание плотины клали навоз. "Зачем вы это делаете?" - спросила она у строителей. "Так отцы и деды делали", - ответили ей. Секрет, видимо, был в том, что навоз, ржаная мука, солома, уголь образуют в земле соединения, убивающие микробов. Тот же эффект в лабораторных условиях достигается с помощью формалина.
Мир микробов разнообразен. И с плывунными микрожителями сразу не сладишь. Одних убивает воздух, для других нужны специальные вещества. В траншеи для выхода газа В. В. Радина рекомендует класть гашеную известь. В некоторых случаях эффективен электрический ток, пропущенный через плывун. Имеет смысл добавлять в плывун коагулирующие вещества - они переведут коллоиды в иное состояние, и т. д.
Зная, как образуются плывуны", можно успешно бороться с ними и решать многие теоретические и практические проблемы грунтоведения и мелиорации.
С открытием В. В. Радиной изменился и привычный взгляд на оползни. Возможно, и в них действуют аналогичные механизмы, и вовсе не нужно прибегать к дорогостоящим и громоздким способам их укрепления, а достаточно уничтожить живущих в них микробов.