За основу взята научная гипотеза о механизме влажностной усадки цементного камня и бетона. В качестве теоретической основы метода расчета трещиностойкости при капиллярной усадке приняты физические представления о механизме приращения объема пустотности (трещин) в модели бетона, представленной как двухуровневая структура: матрица твердеющего цементного камня с включениями и пустоты различной формы (трещины) как результат воздействий, изменяющих напряженно-деформированное состояние в точке и объеме. При теоретическом обосновании метода расчета усадочной трещиностойкости бетона с использованием подходов механики разрушения по обобщенному критерию приняты следующие допущения. Бетон рассматривается как упругая квазиоднородная двухкомпонентная среда, состоящая из: а) конструктивной части: матрицы - цементного камня со структурными элементами щебня, песка; б) деструктивной части: пустот - капилляров-трещин и пор (полостей с начальными трещинами в стенках). Пустоты в матрице и контактных зонах представлены соподчиненной пятиуровневой системой по форме и размерам, кратным диаметру, под воздействиями по достижении критических размеров, переходящие из уровня в следующий уровень по схеме: стабилизация размеров - делокализация накопления - критическая концентрация в единичном объеме - переход на следующий уровень. Процесс формирования и движения трещин рассматривается как результат несиловых воздействий на основе принципов теории трещин из условия, что в вершине каждой трещины своего уровня в каноническом объеме бетона возникают поля деформаций и напряжений, создающие схемы нормального отрыва и сдвига. В качестве обобщенной константы свойства трещиностойкости бетона во времени, его сопротивления образованию, накоплению в объемах микротрещин и формированию магистральных трещин критических величин принят параметр Ксij() как алгебраическая сумма критических значений Kij во всей системе всех уровней трещин-пустот, заполняющих канонический объем до критической концентрации. Внешние температурные, влажностные длительные воздействия создают поля напряжений в вершинах пустот - трещин. Процессы разрушения бетона трещинами рассматриваются как обобщенное напряженно-деформированное состояние в некотором каноническом объеме, обладающем физическими особенностями, присущими композиту с прочностными и деформативными свойствами. Аналитические расчеты для оценки напряженного состояния и трещиностойкости бетона в раннем возрасте на основе обобщенного критерия в терминах коэффициентов интенсивности напряжений возможно реализовать благодаря современным экспериментальным данным о величине капиллярного давления (70 кПа через 180 мин после укладки). Разработанный алгоритм расчета позволяет учесть влияющие на капиллярное давление факторы: вид цемента, модификаторы и минеральные добавки, условия выдерживания бетона.
Наука и техника
2018. — Выпуск 4
Содержание:
Надежное прогнозирование долговечности твердых строительных материалов, особенно бетона и железобетона, является сложной научно-технической проблемой, которая описывается во многих научных работах. Однако до сих пор эта задача не имеет надежного аналитического решения с необходимой статистической мерой реализации. В статье приведен краткий анализ современных представлений о процессах разрушения твердых строительных материалов, в том числе бетона и железобетона, как под действием силовых (в частности, на основании временной зависимости прочности при статической нагрузке), так и несиловых факторов, в том числе карбонизации и уменьшения водородного показателя. Описаны особенности снижения прочности строительных пород во времени при действии процессов ползучести (пластичности). Представлены два варианта оценки возможной долговечности: без исходной поврежденности и с имеющимися исходными дефектами. При первом варианте распределение испытываемых образцов материала по долговечности примерно соответствует логнормальному закону, а при втором - более сложному закону. Приведены уровни показателей карбонизации и водородного показателя, при которых коррозия стальной арматуры не происходит. Установлена необходимость учета в теории прочности твердых строительных материалов не только характеристик и особенностей их структуры, но и статистических закономерностей, так как сам процесс разрушения представляет собой интегральное явление, в связи с чем конечный результат может изменяться в зависимости от случайных величин имеющихся дефектов структуры, погрешностей испытаний и других факторов. Причем вероятность их возможных сочетаний также описывается законами статистики. Показано, что для повышения надежности вероятностно-статистических методов расчета долговечности желательно учитывать максимальное количество подобных факторов.
Ключевые слова
Интенсивная разработка Старобинского месторождения связана с образованием солеотвалов, которые увеличиваются ежегодно и достигли уже 120-150 м в высоту, 1,5 млрд т в объеме, занимают площадь 3000 га. Это приводит к активизации геодинамических процессов, засолению грунтов и подземных вод. Поэтому изучение солеотвалов с помощью новейших геодезических технологий - один из наиболее эффективных методов по охране окружающей среды. Геодезические инновационные технологии изучения рельефа солеотвала включают: создание с помощью GPS-системы планового и высотного обоснования по его периметру и на трассе перемещения техники по солеотвалу; экспериментальные изучения рельефа солеотвала электронным тахеометром с безотражательным режимом; импорт координат пикетных точек в программный комплекс LISCAD Plus, в котором формируется цифровая модель солеотвала; изучение цифровой модели солеотвала и ее интерпретация. Более точный способ изучения солевых отвалов - лазерное сканирование сканером Leica ScanStation C10. Для получения данных о солеотвале выполняются операции с нескольких станций, обеспечивающих полный его обзор. Результаты съемки вводятся в компьютер, «сшиваются», и таким образом получается цифровая модель солеотвала. Преимущество лазерного сканирования - полная автоматизация, существенно возрастает точность, сокращается время съемки. Это позволяет повысить эффективность различных мероприятий по улучшению состояния окружающей среды.
Ключевые слова
Перелив воды через гребень грунтовой плотины приводит к ее быстрому разрушению. Образующаяся в нижнем бьефе волна прорыва ведет к тяжелым экономическим и социальным последствиям. Точность расчета параметров волны прорыва зависит от точности построения гидрографа расхода в створе размываемой плотины. На основании экспериментальных данных разработана расчетная схема размыва грунтовой плотины при переливе. В соответствии с этой схемой размыв разделен на две стадии. На первой стадии происходит размыв низовой упорной призмы. Отметка гребня со стороны верховой бровки остается постоянной. На второй стадии наблюдается интенсивное снижение гребня. При этом размываемый массив имеет форму водослива практического профиля. На основании этой схемы разработана математическая модель, в соответствии с которой рассматриваются совместно уравнения деформации и движения потока. Данная модель хорошо согласуется с физической картиной размыва при быстром нарастании паводка и известной ширине размыва, например при расчете размываемых вставок резервных водосбросов. В общем случае и при отсутствии ограничений по ширине (пространственная задача) в расчетных формулах появляется еще одна неизвестная величина - ширина потока в створе размыва. Описаны особенности физической картины размыва для такого случая, приведен и проанализирован ряд известных формул по определению ширины размыва. Выбрано уравнение, которое хорошо вписывается в предложенную математическую модель, что дает возможность адаптировать ее для пространственных условий размыва. Расчеты по данной методике позволяют построить гидрограф расхода в створе размываемой плотины.
Ключевые слова
Изложены результаты исследований процесса диспергации (помола) в шаровой мельнице и влияния диспергированной гранитной горной породы (гранитных отсевов РУПП «Гранит», Брестская область), применяемой в качестве минеральной добавки, на свойства цемента, кинетику твердения и прочность цементного камня, морфологию продуктов гидратации цемента в ее присутствии. Результатами комплексных исследований, включая данные рентгенофазового и дериватографического анализов, показано, что вещество гранитной породы не изменяет морфологию новообразований - продуктов реакции клинкерной части вяжущего с водой. Они идентичны тем, которые образуются в результате реакций с ней бездобавочного (чистоклинкерного) вяжущего. Одновременно установлено, что при введении в цемент 10-20 % молотого до S уд 3000 см2/г (0,3 м2/г) гранитного отсева до 20-25 % возрастает прочность цементного камня и увеличивается на 10-15 % количество химически связываемой воды клинкерной составляющей вяжущего. Обосновывается гипотеза эффекта «центров кристаллизации», который проявляют фракции молотого отсева 0,3 мкм (3000 Å), содержащиеся в количестве 15 % его массы. Эту гипотезу подтверждают приведенные выше данные о росте прочности цементного камня и количества химически связываемой воды в их присутствии при твердении образцов в нормально-влажностных условиях, в воде и после пропаривания, а также очевидный рост прочности цементного камня на вяжущем с этой добавкой (в 2-2,5 раза в 1-3 сут. твердения) в условиях «торможения» реакций гидратации цемента за счет введения в цементное тесто химической добавки - лигносульфоната технического - в повышенной (0,3 % от массы цемента) дозировке.
Ключевые слова
Политика энергосбережения, проводимая во всем мире и в Беларуси в частности, ведет к пересмотру технических нормативно-правовых актов по теплозащите зданий. Постепенное увеличение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций снижает трансмиссионные потери теплоты, однако затраты на нагрев инфильтрующегося воздуха остаются неизменными, ввиду чего их доля в общем тепловом балансе жилых зданий постепенно растет: до тепловой реабилитации здания доля составляет 30 %, после - 53 %. Для поиска способов снижения потерь теплоты с вентиляционным воздухом рассмотрено происхождение текущей нормы приточного воздуха, которая составляет 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. Показано, что данная величина определена исходя из требуемого для ассимиляции углекислого газа воздухообмена и нормы жилой площади на одного человека. В связи с улучшением жилищных условий населения и увеличением обеспеченности жилой площадью требуемый воздухообмен может быть уменьшен до 1,5 м³/(ч·м²). Расчеты показывают, что данное снижение ведет к увеличению класса по энергоэффективности здания и уменьшению доли потерь теплоты на нагревание приточного воздуха в общем балансе теплоты. Также показано, что рациональным размещением по сторонам света можно добиться снижения удельного показателя расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого здания. Одновременно с определением расхода приточного воздуха было рассмотрено определение расхода вытяжного воздуха для кухонь. Установлено, что для поддержания процесса горения и удаления продуктов сгорания расход удаляемого воздуха должен составлять 10-20 м³/ч в зависимости от типа газовой плиты. Ввиду того что окна не могут поддержать ни предлагаемый, ни тем более действующий воздухообмен, они должны обязательно комплектоваться приточными клапанами.
Ключевые слова
В статье обоснована необходимость исследования автотранспортной инфраструктуры в контексте ее влияния на социально-экономические показатели развития отдельного региона. Значимость данного исследования подтверждается целями и задачами развития транспортной системы Республики Беларусь, обозначенными в Национальной стратегии устойчивого социально-экономического развития Республики Беларусь на период до 2030 г., а также приоритетными направлениями развития Минской области, представленными в Стратегии устойчивого развития Минской области на 2016-2025 гг. Исследовано влияние восьми показателей развития автотранспортной инфраструктуры Минского региона на четыре ключевых социально-экономических показателя развития региона, таких как валовой региональный продукт, инвестиции в основной капитал, доходы консолидированных бюджетов, средний уровень заработной платы. Для оценки взаимосвязи зависимых и независимых переменных был использован множественный регрессионный анализ. В качестве метода множественного регрессионного анализа был использован метод шагового отбора. Все расчеты проводились в программе IBM SPSS Statistics 20. В результате исследования установлены показатели корреляции между зависимыми и независимыми переменными, выявлены взаимосвязи между переменными и определены зависимости. Достоверность вычислений была проверена с помощью критериев Фишера и Стьюдента. Полученные результаты позволили выявить ключевые показатели автотранспортной инфраструктуры Минской области, которые в наибольшей степени влияют на социально-экономическое развитие данного региона и могут быть использованы при анализе инвестиционной привлекательности Минской области.
Ключевые слова
В современных условиях развития российского автопрома особую значимость приобретают подходы, базирующиеся на принципах менеджмента качества «ориентация на потребителя» и «принятие решений, основанных на фактах». Для решения ключевых проблем, связанных с качеством и конкурентоспособностью продукции, крайне необходимы эффективные и обоснованные управленческие действия, базирующиеся в первую очередь на детальном анализе результатов гарантийной эксплуатации автомобилей. Такая технология работы способствует улучшению процессов менеджмента качества, созданию возможностей для повышения удовлетворенности потребителей и устойчивому развитию автопроизводителей. В статье актуализируется проблема разработки и реализации нового подхода к назначению целей в области качества продукции автомобильных корпораций. Проведен исторический анализ изменения показателей качества автомобилей одного из ведущих российских автопроизводителей. Рассматривается традиционная, сложившаяся на предприятиях методология определения целей в области качества по новым автомобилям, находящимся в гарантийной эксплуатации. На основе анализа передового опыта в вопросах организации процесса мониторинга качества автомобилей в эксплуатации предлагается новый подход по определению целевых показателей качества продукции автопрома, который учитывает ряд показателей, имеющих ключевое значение в формировании конкурентоспособности продукции автомобильных корпораций. Разработана и реализована современная, отвечающая текущим и перспективным тенденциям общая платформа процесса разработки и мониторинга целей в области качества автомобилей в эксплуатации. Применение платформы и ее элементов в практике автопроизводителей обеспечивает возможности для гармоничного совершенствования системы менеджмента качества и направлено на повышение конкурентоспособности продукции.
Ключевые слова
Предложен авторский методический подход к выбору рациональных направлений модернизации сети автомобильных дорог с учетом возрастающих потребностей народного хозяйства в современной транспортной инфраструктуре, формирующихся в условиях развития транспортно-логистической системы страны. Исходная информация, необходимая для вариантной разработки проектных решений, содержит данные о существующих транспортно-эксплуатационных характеристиках дорожной сети, внутри- и межрегиональных транспортно-экономических связях, сформированных логистических цепях поставок, сведения по объемам и структуре перевозок и возможным этапам развития отдельных участков автомобильных дорог. При этом исходные данные имеют ту или иную степень неопределенности, что требует принятия проектных решений с учетом возможности изменения информации в некотором интервале. Предлагаемые варианты использования экономических критериев дают возможность оценивать эффективность логистических систем, участники которых осуществляют операции по поставке и перемещению товаров и грузов по конкретным участкам дорожной сети, исходя из их общих целей не только на национальном или региональном уровне, но и на глобальном, при стратегическом планировании. На выбор метода расчета, как и на структуру расчетной модели, степень ее агрегирования существенное влияние оказывают цели исследования. Построение оптимальной схемы модернизации сети автомобильных дорог сводится к определению такой совокупности проектных решений по строительству, реконструкции и ремонту автомобильных дорог с распределением по годам расчетного периода и отдельным участкам сети и такого распределения грузопотоков по ним, при которых сумма приведенных затрат на перевозку всего объема грузов и на модернизацию участков автомобильных дорог в соответствии с размерами перевозок была бы минимальной.
Ключевые слова
Проводя системный анализ показателей социально-экономической безопасности, необходимо отметить, что к ним, как правило, относятся: показатели уровня и качества жизни населения, степень защищенности социально-экономической системы, уровень финансовой независимости государства, положение системы управления социально-экономической безопасностью. Все перечисленные и ряд других характеристик при обеспечении социально-экономической безопасности перекликаются, и важно сохранять их баланс и взаимоувязку. Оценка социально-экономической защищенности макросистемы может быть реализована, среди прочего, с применением матричного способа. С его помощью оцениваются: возможность появления угрозы в связи с переменой конкретного показателя, уровень воздействия на защищенность государства, длительность и скорость изменений ненужных проявлений. Матрица позволяет квалифицировать те опасности, при которых возможность появления небезопасной ситуации доходит до значения, требующего неотложных мер по улучшению обстановки, принятию специальных мер. Предложенный в статье способ демонстрирует видимые результаты и относится к статическим методам анализа. При плавном изменении эволюционных характеристик системы данный способ показывает достаточно неплохие результаты. Горизонт мониторинга этих моделей - один-два года. При этом необходимо учесть, что в случае оперативного изменения характеристик от одних показателей к другим предложенный способ малопригоден, поскольку применяют статистику прошлых периодов, которая характеризовала данную систему, на тот момент находившуюся в совершенно иных обстоятельствах. В такой ситуации на всех уровнях социально-экономических систем появляется неувязка в создании способов, которые достаточным образом принимают во внимание динамику перемен в системе.
Ключевые слова
Статья посвящена детальному и подробному анализу такой экономической категории, как конкурентоспособность. В начале статьи автор акцентирует внимание на множественности трактовок «конкурентоспособности» в зависимости от поставленных целей и задач, а также приводит описание экономической категории «конкурентного преимущества». Даны описание наиболее распространенных подходов к конкурентоспособности, основанное на мнении авторитетных ученых и исследователей (Я. Фаберберг, М. Франсис, М. Бест, А. Фигуэра), определение конкурентоспособности на микро-, мезо- и макроуровнях. Подробно описаны уровни конкурентных отношений, показаны взаимосвязь и взаимодействие между субъектами (участниками) конкурентных отношений в зависимости от уровня конкуренции (национальной, международной). С учетом подходов, разработанных авторитетными западными и отечественными учеными, представлена собственная классификация методологических подходов определения конкурентоспособности на основании факторов, обеспечивающих ее рост, и целей, которых она стремится достичь (ее качественных характеристик). Такая классификация включает семь групп теорий: производственные (теории производственной эффективности), институциональные, технологического (инновационного) развития (совершенствования), рыночные (маркетинговые), национального (общественного) благосостояния, управленческие и смешанные. Отдельно выделены показатели, на основании которых можно провести анализ конкурентоспособности (индекс потребительских цен, темп роста инфляции, динамика номинального курса белорусского рубля, темп роста ВВП, структура ВВП (доля секторов народного хозяйства), монетизация (соотношение М2/ВВП), доступность финансовых (кредитных) ресурсов: динамика ставки рефинансирования, ставки по кредитам (ломбардным, внутридневным, кредитный овернайт, ставки по операциям РЕПО), индекс цен производителей (темп роста цен на сырье и материалы, реальной заработной платы), уровень налоговой нагрузки предприятий промышленности и бизнеса, наличие налоговых льгот на ведение инновационного бизнеса (наличие инновационной составляющей в бизнесе)) и которыми предлагается дополнить формы статистической отчетности, в частности, отчеты о производстве промышленной продукции (работ, услуг), о ценах, текущих затратах на охрану окружающей среды, о выполнении научных исследований и разработок, по труду.