მიწისქვეშა ნაგებობათა მშენებლობის ლაბორატორია

.

ლაბორატორიის გამგე - აკადემიკოსი, ტექნ. მეცნ. დოქტორი, პროფ. ლევან ჯაფარიძე


ძირითადი სამეცნიერო მიმართულებები:
  • გვირაბების და მიწისქვეშა ნაგებობების სტატიკურ, რეოლოგიურ და დინამიკურ დატვირთვებზე ზღვრულ მდგომარეობებზე გაანგარიშების მეთოდების, მათი კომპიუტერული პროგრამების და ტექნიკური სახელმძღვანელოების შექმნა, მათი გამოყენება კონკრეტულ პროექტებში.
  • გვირაბების და მიწისქვეშა ნაგებობების ირგვლივ ქანების მასივის დაძაბულ-დეფორმირებული მდგომარეობის შესწავლა და შეფასების მეთოდების სრულყოფა;
  • სამთო, სატრანსპორტო, ჰიდროტექნიკური, კომუნალური, სპეციალური და სხვა დანიშნულების ნაგებობების მშენებლობის და რეკონსტრუქციის სრულყოფა, მიწისქვეშა გვირაბების საიმედო და ეკონომიური გაყვანის ტექნოლოგიების და სამაგრი კონსტრუქციების შექმნა;
  • ბუნებრივი, ხელოვნური და ტექნოგენური ფერდობების მეწყრული მოვლენების მიმართ მდგრადობის შეფასების და მის უზრუნველყოფისთვის საჭირო საინჟინრო-გეოტექნიკური სისტემების გაანგარიშება და დაპროექტება;
  • ახალი კომპოზიტების (ლითონური, პოლიმერული, კერამიკული) მიღება, მათი საექსპლოატაციო თვისებების შესწავლა და გამოყენების სფეროების გამოვლენა.
რა არის დღემდე გაკეთებული ახალი კომპოზიტების მიმართულებით:
  1. პოლიმერული კომპოზიტი ჰიბრიდული ბოჭკოების საფუძველზე შემოთავაზებულია კომპოზიტი, რომელიც დამზადებულია ეპოქსიდური ფისის (მატრიცა) და მაარმირებელი ჰიბრიდული სტრუქტურების (მინის, ნახშირბადის, ბაზალტის ბოჭკოები) საფუძველზე. ნაჩვენებია მაღალი სიმტკიცისა და მაღალი მოდულის მქონე ნახშირბადის ბოჭკოს ბაზალტის ბოჭკოთი ნაწილობრივი ჩანაცვლების შესაძლებლობა მასალის ფიზიკურ–მექანიკური თვისებების მნიშვნელოვანი გაუარესების გარეშე. კომპოზიტში გამოყენებული ბაზალტის ბიჭკო დამზადებულია ქართული ნედლეულიდან და ხასიათდება რკინის ოქსიდების დაბალი შემცველობით და დამზადების ტექნოლოგიის სიმარტივით. ბორის კარბიდის, ჩვენს მიერ შემუშავებული ტექნოლოგიით მიღებული იმავე ბაზალტის ფხვნილები გამოყენებულია როგორც პოლიმერული მატრიცის გამაძლიერებლები. კომპოზიტი ფორმირდება ავტოკლავური მეთოდით, რომელიც გამოირჩევა მთელი რიგი უპირატესობებით სხვა მეთოდებთან, კერძოდ ,,სველ’’ მეთოდთან შედარებით, რომელიც გულისხმობს მაარმირებელი კომპონენტების გაჟღენთვას და ფორმირებას ერთდროულად. ავტოკლაური მეთოდის უპირატესობა გამოიხატება იმაში, რომ წინასწარ გაჟღენთილ და დამზადებულ ნახევრადფაბრიკატში–პრეპრეგში პრაქტიკულად სრულადაა დასველებული ბოჭკოები შემკვრელი მასით. ნაკეთობის მიღება ხდება ასეთი პრეპრეგის გადამუშავებით (დაწნეხვა). აღწერილი კომპოზიტები, განკუთვნილი ქარის ტურბინის ფრთების, კერძოდ, გარსისა და ლონჟერონის დასამზადებლად დამუშავდა ჩვენს მიერ STCU პროექტის N G-3631 ფარგლებში, სამრეწველო გაერთიანება ,,Южное’’-სთან (უკრაინა) ერთად;
  2. შესწავლილია ბაზალტის ფიბრები TurboBuild Integral და TurboBuild AC-12-300/D Dispergate, აგრეთვე ფოლადის ფიბრები Dramix (d=0.6მმ და ℓ=3.5სმ), რომლებიც აკმაყოფილებენ სტანდარტებით ISO 1889 1987, ISO 3344 :1977 და ISO 9001 CE წაყენებულ მოთხოვნებს, აგრეთვე მათზე გაცემულ სერტიფიკატების პარამეტრებს. დარტყმამედეგი ფიბრობეტონების მიღების მიზნით შემოთავაზებულია შემდეგი რეცეპტურა: ცემენტი 0.95კგ; ქვიშა 1.8კგ; ღორღი (5...10მმ) 0.95კგ; ღორღი (10...20მმ) 1.5კგ; ბაზალტის ფიბრა 7გრ (ან ფოლადის ფიბრა 66გრ); წყალი 0.5ლ; სუპერპლასტიფიკატორი, დამზადებული მელამინის, ნაფტალინის და აქტიური პუცოლანის საფუძველზე 20მლ. მიღებული ფიბრობეტონების ფარდობითი დარტყმამედეგობაა: ბაზალტფიბრობეტონისა 4...8კგძ.სმ/სმ3, ფოლადფიბრობეტონისა 9...>15კგძ.სმ/სმ3. ფიბრობეტონები დინამიური დატვირთვის შემდეგ ინარჩუნებენ საწყისი კუმშვითი სიმტკიცის დაახლოებით 40%-ს.
  3. შემოთავაზებულია უცემენტო ბეტონი - პოლიმერბეტონი. მჭიდა მასალად გამოყენებულია პოლიეთერული ფისი. პოლიმერბეტონი განკუთვნილია გარკვეულ აგრესიულ გარემოში - სულფატურ სითხეებში და სუსტ გოგირდმჟავაში გამოყენებისთვის. ასეთი ორი გარემო საკმაოდ ხშირად გვხვდება სამშენებლო პრაქტიკაში, მაშინ როცა გრუნტის წყლები შეიცავს სულფატიონებს, ხოლო ჰაერის შედგენილობაში შედის გოგირდწყალბადი, რომელიც ნაგებობის ექსპლოატაციის გარკვეული პირობებისას (მაღალი ფარდობითი ტენიანობისას) წარმოქმნის დაბალ პროცენტიან გოგირდმჟავას. პოლიმერბეტონის გამოსადეგობა ამ ორ აღნიშნულ გარემოში შეფასებულია მისი ქიმიური მედეგობის კოეფიციენტისა და მასალაში აგრესიული სითხეების დიფუზიის კოეფიციენტის მიხედვით. ჩვენს მიერ დადგენილი ამ მახასიათებლების მიხედვით შემოთავზებული მასალა - პოლიმერბეტონი შეიძლება მივიჩნიოთ პერსპექტიულად.
კომერციალიზაციისათვის მომზადებული სამუშაოები:
  • მიწისქვეშა ნაგებობის ”ზღვრულ მდგომარეობებზე გაანგარიშების” მეთოდები და კომპუტერული პროგრამები;
  • მეწყერსაშიში ფერდობების მდგრადობის შეფასების და მისი უზრუნველყოფისთვის საჭირო გეოტექნიკური დაპროექტების კომპიუტერიზებული მეთოდები.


მატერიალურ-ტექნიკური ბაზა:


                                     

                     Dutch Leapfrog 3D პრინტერი                           ნიმუშების დასაჭრელი ხერხი Labotom-5                          მასალების ხანგამძლეობაზე 

                                                                                                                                                            გამოსაცდელი მოწყობილობები


                                                    

        Zeiss - ის ოპტიკური მიკროსკოპი          მასალების ვიკერსისა და კნუპის                 ლინიკის ინტერფერომეტრი                   Fritsch - ის მიკრო,-ნანო წისქვილი

                                                               მიხედვით სისალეზე 

                                                              გამოსაცდელი ხელსაწყო


 

პერსონალი

განყოფილების უფროსი, ლაბორატორიის გამგე, მთ. მეცნ. თანამშრომელი
უფროსი მეცნიერი თანამშრომელი
უფროსი მეცნიერი თანამშრომელი
მეცნიერი თანამშრომელი
მეცნიერი თანამშრომელი
ტექნიკოსი