Повышение объёмов промышленного производства вызывает постоянное увеличение потребности страны в тепло- и электроэнергии. Несмотря на усилия по разработке новых источников энергии, на большей части Сибирского, Уральского и Дальневосточного федеральных округов энергия генерируется на тепловых электростанциях (ТЭС) за счёт сжигания ископаемых углей. При этом способе производства энергии в РФ образуется огромное количество отходов (26–28 млн т в год) в виде золошлаковых смесей (ЗШС), которые складируют в отвалах. В ближайшие десятилетия количество золошлаковых отходов будет только увеличиваться, и по прогнозам, к 2030 году их количество в РФ достигнет 2,0 млрд т.
В тоже время в крупных городах РФостро стоит вопрос нехватки кондиционных грунтов для сооружения земляного полотна автомобильных дорог в пригородной территории и выполнения вертикальных планировок для промышленного и гражданского строительства. Поскольку стоимость пригородных земель очень высока, под карьеры выделяют участки с переувлажнёнными глинистыми грунтами, часто расположенные за десятки километров от строящихся объектов. Это не только увеличивает стоимость этих объектов, но и усложняет производство работ, может снижать качество конструкции.
Многолетний иностранный и отечественный опыт показывает возможность эффективной утилизации ЗШС в строительстве [1, 2], в том числе при возведении земляных сооружений [3–7]. Однако имеются данные о существенных различиях в механических свойствах ЗШС разного генезиса [8, 9]. Поэтому мы выполняем комплексные исследования по определению механических характеристик (в том числе модуля упругости) ЗШС от сжигания экибастузских углей, которые другими авторами ранее не выполнялись.
Для определения модуля упругости ЗШС в натурных условиях построен опытный участок насыпи из ЗШС высотой 1,20 м. Поперечный профиль дорожной конструкции опытного участка приведён на рис. 1.
Для возведения земляного полотна использовали ЗШС (от сжигания экибастузского угля) с влажностью 40 % из отвала ТЭЦ-5 г. Омска. Насыпь отсыпалась и разравнивалась слоями толщиной по 0,30 мс уплотнением виброплитой и виброкатком до Kупл = 0,95 [10]. Модуль упругости земляного полотна опытного участка оценивался дважды – после его возведения, в июле 2010 г., и в июле 2017 г.