Ученые из Тверского технического университета стали лауреатами XXIII международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2020». Валерий Трофимов, Виталий Лёушкин и Амирджон Джабаров, удостоенные серебряной медали и кубка за проект высокотехнологичного аэродромного комплекса для районов Крайнего Севера.
Салон завершил работу и назвал лауреатов еще весной, однако из-за пандемии они получили свои награды только сейчас. На выставке «Архимеда», которая проводилась в дистанционном формате, было представлено 600 проектов из 24 государств и 35 регионов России. Среди тех, кто получил медали за лучшие изобретения, – тверские ученые. Об их разработках «Тверским ведомостям» рассказал Валерий Трофимов. Но сначала мы попросили его рассказать о себе.
– Я полвека работаю в Тверском государственном техническом университете. В середине 70-х мой учитель, профессор Лено Самвелович Амарян, создал кафедру автомобильных дорог, на которой я проработал более 20 лет, а после перешел на кафедру производства строительных изделий и конструкций, где и сейчас тружусь. Всю жизнь занимаюсь разработками по двум направлениям: технологии строительства автомобильных дорог и аэродромов на мерзлых грунтах, ледяных основаниях и эффективных технологий производства строительных материалов и изделий.
Ввинтиться в вечную мерзлоту
– Почему именно аэродромные комплексы? И почему именно для Крайнего Севера?
– Технологически это одни из наиболее сложных сооружений. И многие ученые, которые занимаются этой темой, стараются достичь двух целей – сделать их надежными и одновременно снизить расходы на возведение. Потому что само по себе строительство на мерзлых грунтах, на вечной мерзлоте подразумевает отсыпку насыпей или возведение свайных полей, когда в грунт забивают или опускают в лидирующие скважины сваи и уже на них ставят основные конструкции. Это очень дорогие технологии, и мы занимались поиском каких-то элементов, приемов, которые могли бы снизить стоимость строительства. Главное слово – быстровозводимые. Мы хотели, чтобы такие аэродромные комплексы можно было строить в короткие сроки. Помните, недавно показывали, как военные строители в регионах России возводили полевые госпитали для пациентов с коронавирусом? 16 госпиталей построили в считанные недели!
– И что вы предложили, какую технологию?
– Если очень коротко, для неспециалистов, мы предложили отказаться от насыпных фундаментов и использовать так называемые винтовые микросваи, оборудованные микрохолодильниками. Они к тому же устанавливаются определенным способом, по типу кустов, сохраняется циркуляция воздуха между сваями и зданием, получается, что аэродромный комплекс не растепляет грунт, не влияет на мерзлоту. Микросваи 36 мм диаметром до 1,5 м длиной – получается, как будто в мерзлый грунт ввинчиваются большие шурупы. Как показали натурные испытания, такие микросваи легко погружаются в мерзлый грунт и выдерживают нагрузку до 1,2–1,4 т! Что еще важно – для их установки не требуется какого-то специального оборудования.
Предлагаемый аэродромный комплекс не только быстровозводимый, но и высокотехнологичный.
– Это только для аэродромных комплексов годится?
– Нет, разработку можно использовать при строительстве многих объектов в условиях Крайнего Севера, в частности нефтяных резервуаров. Просто аэродромные комплексы наиболее сложные в строительстве, и к ним предъявляют особые требования.
Темой строительства в условиях Крайнего Севера занимается ряд институтов, но эффективных разработок мало. Перед тем, как представить работу на конкурс, я обсуждал ее со знакомыми военными специалистами, которые как раз занимаются строительством объектов в Заполярье, – они высоко оценили наши идеи. С 2014 года в России существует государственная программа по освоению нефтеносных и газоносных месторождений в труднодоступных регионах страны, в ее рамках проводится и модернизация аэродромных комплексов, большая часть которых построена еще в советские годы. Так что наши разработки оказались весьма кстати. Правда, мы не экономисты, не можем посчитать реальный экономический эффект от применения наших технологий, из-за этого работа временно встала.
Исследование началось с тверских болот
– Интересно, почему изучением вечномерзлых грунтов занимаются именно в Тверском университете, а не где-то поближе к Северу?
– Так ведь мы этой темой не вчера занялись. Толчок научным разработкам дал профессор Лено Самвелович Амарян несколько десятилетий назад. Он задал важное научное направление и создал научную школу из молодых тогда ребят: Кукушкина, Стрекалкина, Павлова, Миронова, Амагаева, Филина, Журавлева, Тер-Теряна, Галкина и других. Большую помощь оказали и сотрудники кафедры: Экштейн, Видова, Смирнов, Бурдин, Кулак и многие другие. К этим исследованиям присоединились и ученые других кафедр: с кафедры теплофизики Испирян, Стотланд, Твардовский, Товбин и другие, с кафедры транспорта Королев, Левитин, Амагаев, Федоров и другие.
Еще в 60-е годы прошлого века, когда только открыли нефтегазовые месторождения в Западной Сибири, стали изучать возможности промышленного строительства на так называемых слабых грунтах, на болотах. А где в Центральной России больше всего болот? У нас, в Тверской, в ту пору еще Калининской, области. Вот и начались эти широкомасштабные исследования, были предложены новые оригинальные разработки, многие из которых удостоены медалей на ВДНХ СССР и внедрены в производство. Как строить в сложных природно-климатических условиях автомобильные дороги, здания, какие применять фундаменты, какие использовать методы и приборы для оценки состояния и свойств грунтов. Кстати, мы занимались еще и разработкой ледяных причалов и высокоустойчивых фундаментов на ледяных основаниях.
К слову, нельзя сказать, что кроме нас никто не занимается исследованиями строительства на сложных грунтах. Например, саратовские коллеги изучали применение винтовых анкеров при строительстве на глинистых грунтах –мощные слежавшиеся пласты глины по прочности не уступают камню. А вечная мерзлота – это достаточно пластичный грунт, вся проблема заключается в сохранении устойчивости зданий и сооружений.
Составляющие успеха
– В Норильске произошла экологическая катастрофа из-за того, что лопнул резервуар с дизельным топливом. Это как-то связано с мерзлотой?
– Я думаю, причиной стала проталина, просадка грунта из-за растепления мерзлоты. Этот инцидент привлек внимание к проблеме строительства, надежности и эксплуатации строительных сооружений на мерзлых грунтах. Поэтому и наши разработки получили такое признание, я имею в виду медаль «Архимед». Это не первая медаль, а уже третья. Кстати у нас имеется разработка по конструкции надежного фундамента нефтяного резервуара при возведении на мерзлых высокольдистых грунтах. Мы направили ее в Норильск, где пройдет конференция по этому вопросу.
– Валерий Иванович, расскажите о людях, с которыми вы работали в команде.
– Важной составляющей успеха является состояние тыла. Я бы выделил здесь два тыла. Первый, безусловно, семья. Спасибо супруге и детям – они с пониманием относятся к моей работе. И не менее важен второй тыл – это атмосфера на кафедре, где я работаю. У нас небольшой коллектив, но очень сплоченный. Безусловно, здесь большая заслуга заведующего кафедрой Владимира Владимировича Белова. Пользуясь случаем, хотел бы поблагодарить декана строительного факультета Алексея Анатольевича Артемьева. С его приходом активизировалась научная работа на факультете. Всегда интересуется работой и старается помочь. Что касается разработки, то со мной работали наши магистранты Виталий Лёушкин и Амирджон Джабаров, они помогали проводить лабораторные исследования, выполнить компьютерное моделирование. Сейчас мы продолжаем работы по актуальным направлениям, которые важны сегодня и для будущего России. Уже готовим новую оригинальную разработку на следующую выставку «Архимед-2021».
Спрашивал Владислав ТОЛСТОВ
Фото из личного архива Валерия Трофимова
