RU2732874C1 - Method of karst funnel walls reinforcement - Google Patents
Method of karst funnel walls reinforcement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732874C1 RU2732874C1 RU2019138772A RU2019138772A RU2732874C1 RU 2732874 C1 RU2732874 C1 RU 2732874C1 RU 2019138772 A RU2019138772 A RU 2019138772A RU 2019138772 A RU2019138772 A RU 2019138772A RU 2732874 C1 RU2732874 C1 RU 2732874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- karst
- spores
- substrate
- funnel
- fungus
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 23
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 19
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical group [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims description 23
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 claims description 16
- 235000002779 Morchella esculenta Nutrition 0.000 claims description 11
- 240000002769 Morchella esculenta Species 0.000 claims description 11
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004215 spore Anatomy 0.000 description 51
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 36
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 14
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 14
- 238000011161 development Methods 0.000 description 13
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 9
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 8
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 8
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 8
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 8
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 7
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 5
- 241000499912 Trichoderma reesei Species 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 235000015141 kefir Nutrition 0.000 description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 3
- -1 sawdust Substances 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000195940 Bryophyta Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004666 bacterial spore Anatomy 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000902900 cellular organisms Species 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геоморфологии и может быть использовано для укрепления стенок карстовых воронок, а на длительном промежутке времени при полном заполнении полости карстовой воронки минеральной грибной породой для ликвидации карстовых воронок.The invention relates to the field of geomorphology and can be used to strengthen the walls of karst sinkholes, and for a long period of time when the cavity of the karst sinkhole is completely filled with mineral mushroom rock to eliminate karst sinkholes.
Карстовые воронки - уникальное природное явление, образующееся в результате растворения мягких пород грунта подземными водами и, как следствие, обрушения ландшафта. Однако, сегодня карстовые явления в городах ассоциируются с обвалами дорог, разрушением домов и гибелью целых поселений. Российские города, такие как Березники и Соликамск, страдают от ежегодных провалов грунта, что вызвано, в большей степени, не характеристиками почвы, а антропогенным воздействием, в частности, активной добычей полезных ископаемых.Karst sinkholes are a unique natural phenomenon formed as a result of dissolution of soft soil rocks by groundwater and, as a result, landscape collapse. However, today karst phenomena in cities are associated with collapses of roads, destruction of houses and the death of entire settlements. Russian cities, such as Berezniki and Solikamsk, suffer from annual sinkholes, which is caused, to a greater extent, not by soil characteristics, but by anthropogenic impact, in particular, by active mining.
Грунты, подверженные карстовым явлениям, также ненадежны для любого вида инженерных сооружений, т.к. несущая способность грунтов у границ карстовых образований снижается в связи с разуплотнением грунта вокруг последних и ростом давления в основании при перераспределении нагрузки на грунты от зданий и сооружений.Soils subject to karst phenomena are also unreliable for any kind of engineering structures, because The bearing capacity of soils at the boundaries of karst formations decreases due to decompaction of the soil around the latter and an increase in pressure at the base when the load on the soils is redistributed from buildings and structures.
Известен способ, заключающийся в создании фундамента в виде свайного поля, замедляющего рост карстовой воронки (одного из видов карстового образования) в случае ее возникновения. Расстояние между сваями не должно быть более 1/3-1/5 диаметра прогнозируемой воронки, а их длина должна превышать возможную глубину провала на 0,5-0,7 м. Устойчивость сооружения может обеспечиваться увеличением опорной поверхности фундамента путем устройства резервного числа элементов опирания консольного типа. (Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. - М.: Издательство АСВ, 1994, с. 446-447, рис. 16.6, 16.7)The known method consists in creating a foundation in the form of a pile field, which slows down the growth of a karst sinkhole (one of the types of karst formation) in case of its occurrence. The distance between the piles should not be more than 1 / 3-1 / 5 of the diameter of the predicted funnel, and their length should exceed the possible depth of the failure by 0.5-0.7 m. The stability of the structure can be ensured by increasing the supporting surface of the foundation by arranging a reserve number of support elements console type. (Ukhov S.B., Semenov V.V., Znamensky V.V., Ter-Martirosyan Z.G., Chernyshev S.N. Soil mechanics, foundations and foundations. - M .: ASV Publishing House, 1994, p. 446-447, Fig. 16.6, 16.7)
Основным недостатком способа является невозможность повышения прочности грунтов основания, т.к. наличие свай в свайном поле не устраняет возможность задаваемого рассредоточения свай в свайном поле, и их длина не учитывает неоднородность грунтов основания и их реальную распределительную способность.The main disadvantage of this method is the impossibility of increasing the strength of the base soils, because the presence of piles in the pile field does not eliminate the possibility of the specified dispersion of the piles in the pile field, and their length does not take into account the heterogeneity of the foundation soils and their real distribution capacity.
Кроме того, указанный способ предназначен только для работы на грунтах с прогнозируемыми карстовыми явлениями и не учитывает разнообразия типов карста (по литологии карстующихся пород, глубине их залегания, составу покровной толщи и т.д.), не учитывает механизмы образования карстов и не изменяет условия и характеристики грунта, способствующие продолжению процессов карстообразования.In addition, this method is intended only for work on soils with predictable karst phenomena and does not take into account the diversity of karst types (according to the lithology of karst rocks, their depth, the composition of the cover strata, etc.), does not take into account the mechanisms of karst formation and does not change the conditions and soil characteristics conducive to the continuation of karst formation processes.
Известна технология получения самовосстанавливающегося бетона, которая восстанавливает трещины с помощью спор гриба Trichoderma reesei. Споры Trichoderma reesei смешивается с бетоном и находятся там абсолютно в бездействии, пока не появится первая трещина в недавно уложенном бетоне. Поскольку вода и кислород проникают в трещину, грибковые споры будут прорастать, расширяться и создавать карбонат кальция для заполнения трещины. Грибная составляющая действует как герметик при смешивании с бетоном. Информация о технологии упоминается в статье «Взаимодействие грибов с бетоном: большое значение для самоизлечивающегося бетона на биологической основе» / «Interactions of fungi with concrete: Significant importance for bio-based self-healing concrete» авторов Конгруй Джин (Congrui Jin) др., опубликованной в журнале «Строительство и строительные материалы» (Construction and Building Materials). (https://www.facepla.net/the-news/5758-укрепление-бетона.html).Known technology for producing self-healing concrete, which repairs cracks using spores of the fungus Trichoderma reesei. The spores of Trichoderma reesei are mixed with the concrete and are completely dormant there until the first crack appears in the newly laid concrete. As water and oxygen seep into the crack, fungal spores will germinate, expand and create calcium carbonate to fill the crack. The mushroom component acts as a sealant when mixed with concrete. Information about the technology is mentioned in the article "Interactions of fungi with concrete: Significant importance for bio-based self-healing concrete" by Congrui Jin et al., published in the journal "Construction and Building Materials" (Construction and Building Materials). (https://www.facepla.net/the-news/5758-concrete- strengthening.html).
Недостатками известной технологии являются крайне низкая жизнеспособность спор гриба в экстремальных условиях бетона, невозможность его практического применения с целью ликвидации карстовых воронок.The disadvantages of the known technology are the extremely low viability of fungal spores in the extreme conditions of concrete, the impossibility of its practical application in order to eliminate karst sinkholes.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выращивания строительного материала в форме формовочной подложки, которая может быть разработана для широкого спектра производственных и строительных применений. Известный способ включает стадии получения среды на основе лигноцеллюлозы, способной поддерживать рост сапрофитных грибов; смешивание среды на основе лигноцеллюлозы с водой для достижения уровня гидратации; инокуляцию среды на основе лигноцеллюлозы инокулятом грибов; предоставление времени для того, чтобы инокулированная среда на основе лигноцеллюлозы стала колонизированной до такой степени, что инокулированная среда на основе лигноцеллюлозы превращается в грибковый мицелий; регулирование условий среды, окружающей среду на основе лигноцеллюлозы, во время стадии инокуляции и стадии развития грибкового мицелия; прессование и высушивание колонизированного грибковым мицелием субстрата в течение определенного периода времени. с целью получения твердого строительного материала органического происхождения для широкого спектра производственных и строительных применений. (Патент США №9951307, МПК C12N1/14, C12N 1/22, опубл. 24.04.2018).Closest to the claimed technical solution is a method of growing a building material in the form of a molding substrate, which can be developed for a wide range of industrial and construction applications. The known method includes the stages of obtaining a medium based on lignocellulose, capable of supporting the growth of saprophytic fungi; mixing the lignocellulose-based medium with water to achieve a level of hydration; inoculating a lignocellulose-based medium with a fungal inoculum; allowing time for the inoculated lignocellulose-based medium to become colonized to such an extent that the inoculated lignocellulose-based medium turns into fungal mycelium; regulation of environmental conditions, lignocellulose-based environment, during the stage of inoculation and the stage of development of fungal mycelium; pressing and drying the substrate colonized with fungal mycelium for a specified period of time. with the aim of obtaining a solid building material of organic origin for a wide range of industrial and construction applications. (US patent No. 9951307, IPC C12N1 / 14, C12N 1/22, publ. 04.24.2018).
Основным недостатком способа является невозможность его практического применения с целью ликвидации карстовых воронок ввиду необходимости укрепления полученного строительного материала слоями структурной арматуры для удержания кладки, что невозможно в условиях неоднородности и невозможности прогнозирования движения карстового грунта.The main disadvantage of the method is the impossibility of its practical application in order to eliminate karst sinkholes due to the need to strengthen the obtained building material with layers of structural reinforcement to hold the masonry, which is impossible in conditions of heterogeneity and the impossibility of predicting the movement of karst soil.
Кроме того, указанный способ раскрывает только процесс для формирования отдельных строительных блоков без указания конкретного назначения их применения.In addition, this method discloses only the process for the formation of individual building blocks without specifying a specific purpose of their application.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании нового способа укрепления стенок карстовой воронки для предотвращения ее дальнейшего расширения и обвала.The technical problem to be solved by the claimed invention consists in creating a new method of strengthening the walls of a karst sinkhole to prevent its further expansion and collapse.
Поставленная техническая задача решается тем, что способ укрепления стенок карстовой воронки с использованием спор гриба, согласно заявляемому изобретению, заключается в том, что наносят на открытую поверхность карстовой воронки, по меньшей мере один слой субстрата, включающего смесь из доломитовой муки, опилок, глины и мха, распыляют споры гриба на поверхность субстрата в концентрации от 0,15 кг/м2 до 0,30 кг/м2 и поддерживают влажность субстрата на уровне 10-20% до момента первичного осаждения кальция спорами.The technical problem posed is solved by the fact that the method of strengthening the walls of a karst funnel using fungal spores, according to the claimed invention, consists in applying to the open surface of a karst funnel at least one layer of a substrate comprising a mixture of dolomite flour, sawdust, clay and moss, spores of the fungus are sprayed onto the surface of the substrate in a concentration of 0.15 kg / m 2 to 0.30 kg / m 2 and the moisture content of the substrate is maintained at 10-20% until the primary precipitation of calcium by spores.
Кроме того, используют споры гриба, выбранные из группы: споры гриба триходерма (Trichoderma), споры гриба сморчка (Morchella esculenta).In addition, spores of the fungus are used, selected from the group: spores of the fungus Trichoderma (Trichoderma), spores of the morel mushroom (Morchella esculenta).
Кроме того, смесь доломита, опилок, глины и мха включает компоненты в следующем соотношении: 6 частей доломитовой муки, от 1 до 3 частей опилок, от 0 до 2 частей глины, от 1 до 3 частей мха.In addition, a mixture of dolomite, sawdust, clay and moss includes components in the following ratio: 6 parts of dolomite flour, 1 to 3 parts of sawdust, 0 to 2 parts of clay, 1 to 3 parts of moss.
Кроме того, субстрат дополнительно включает от 1 до 3 частей золы.In addition, the substrate additionally comprises 1 to 3 parts of ash.
Кроме того, нанесение на поверхность карстовой воронки, по меньшей мере, одного слоя субстрата осуществляют при помощи дистанционно управляемых технических средств.In addition, the application of at least one layer of the substrate to the surface of the karst sinkhole is carried out using remotely controlled technical means.
Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей совокупности признаков заявляемого способа, заключается в расширении арсенала технических средств для укрепления стенок карстовой воронки.The technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire set of features of the proposed method, consists in expanding the arsenal of technical means for strengthening the walls of the karst sinkhole.
Сущность изобретения поясняется рисунками, гдеThe essence of the invention is illustrated by drawings, where
на фиг. 1 представлена схема реализации способа;in fig. 1 shows a diagram of the implementation of the method;
на фиг. 2 показана схема процесса роста спор от распыления до роста мицелия, гдеin fig. 2 shows a diagram of the spore growth process from spraying to mycelium growth, where
1-й день - распыление спор, например дроном, по поверхности карста;1st day - spore spraying, for example by a drone, on the surface of the karst;
7-й день - расширение спор в карсте, начало кальцификации;7th day - expansion of spores in karst, beginning of calcification;
21-й день - рост мицелия, кальцификация;21st day - mycelium growth, calcification;
40-й день - появление системы мицелия, производство известняка.40th day - the appearance of the mycelium system, production of limestone.
на фиг. 3 приведены фото модулей микрокарт в процессе кальцификации в карсте на основе спор, полученные в ходе проведения экспериментальных исследований, на 1-й, 21-й, 40 день эксперимента.in fig. 3 shows a photo of microcard modules in the process of calcification in karst based on spores, obtained in the course of experimental studies, on the 1st, 21st, 40th day of the experiment.
Биотехнологии на данный момент представляют собой один из самых инновационных подходов в укреплении почвы и скреплении сыпучих материалов. В настоящее время микробиологические методы широко используются при цементации, обводнении и обезвоживании, создании искусственных геохимических барьеров (Н.Г. Максимович, Е.А. Хайрулина. Геохимические барьеры и охрана окружающей среды: учеб. пособие. Перм. гос. ун-т. Пермь, 2011. 248 с: ил.). Также доказано, что почвенные грибы способствуют кальцификации: грибной мицелий сморчка или триходермы способен к образованию карбонатных конкрементов с плотной микроструктурой на органической основе с песком и молотым известняком.Biotechnology is currently one of the most innovative approaches in soil strengthening and bonding bulk materials. Currently, microbiological methods are widely used for cementation, watering and dehydration, the creation of artificial geochemical barriers (NG Maksimovich, EA Khairulina. Geochemical barriers and environmental protection: textbook. Perm. State University. Perm, 2011.248 s: ill.). It has also been proven that soil fungi promote calcification: the mushroom mycelium of morel or Trichoderma is capable of forming carbonate calculi with a dense microstructure on an organic basis with sand and ground limestone.
Настоящее изобретение предлагает технологию укрепления стенок карстовых воронок спорами гриба. Процесс осаждения кальция микроорганизмами под воздействием влажности и, как следствие образование известняка, может рассматриваться в отношении 'непрограммируемых' карстовых процессов, постоянно находящихся под воздействием воды. Эта технология не требует вмешательства человека, когда повреждение происходит как в архитектурной стене, так и в стене воронки. Стоит отметить, что карстовые почвы имеют тот же карбонатный состав (СаСО3), который споры образуют, реагируя с кальцитом и водой.The present invention provides a technology for strengthening the walls of sinkholes with fungal spores. The process of calcium deposition by microorganisms under the influence of moisture and, as a consequence, the formation of limestone, can be considered in relation to the 'non-programmable' karst processes constantly under the influence of water. This technology does not require human intervention when damage occurs in both the architectural wall and the funnel wall. It is worth noting that karst soils have the same carbonate composition (CaCO3) that spores form when reacting with calcite and water.
Заявляемый способ укрепления стенок карстовой воронки с использованием спор гриба осуществляется следующим образом.The inventive method of strengthening the walls of a sinkhole using fungal spores is carried out as follows.
На открытую поверхность карстовой воронки (фиг. 1) наносят, по меньшей мере один слой субстрата, включающего смесь из доломита, опилок, глины и мха. Смесь доломита, опилок, глины и мха включает компоненты в следующем соотношении: 6 частей доломита, от 1 до 3 частей опилок, от 0 до 2 частей глины, от 1 до 3 частей мха. 4. Субстрат может дополнительно включает от 1 до 3 частей золы.On the open surface of the karst sinkhole (Fig. 1), at least one layer of substrate is applied, including a mixture of dolomite, sawdust, clay and moss. A mixture of dolomite, sawdust, clay and moss includes components in the following ratio: 6 parts of dolomite, from 1 to 3 parts of sawdust, from 0 to 2 parts of clay, from 1 to 3 parts of moss. 4. The substrate may additionally comprise 1 to 3 parts of ash.
Предложенное соотношение компонентов смеси получено авторами экспериментальным путем и является оптимальным для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата.The proposed ratio of the components of the mixture was obtained by the authors experimentally and is optimal for solving the problem and achieving the claimed technical result.
Нанесение на поверхность карстовой воронки, по меньшей мере, одного слоя субстрата может быть произведено при помощи дистанционно управляемых технических средств, например, при помощи квадрокоптера/дрона.The application of at least one layer of the substrate to the surface of the karst sinkhole can be carried out using remotely controlled technical means, for example, using a quadrocopter / drone.
Споры гриба распыляют на поверхность субстрата в концентрации от 0,15 кг/м2 до 0,30 кг/м2 и поддерживают влажность субстрата на уровне 10-20% до момента первичного осаждения кальция спорами. (фиг. 2)The spores of the fungus are sprayed onto the surface of the substrate at a concentration of 0.15 kg / m 2 to 0.30 kg / m 2 and the moisture content of the substrate is maintained at a level of 10-20% until the primary precipitation of calcium by the spores. (fig. 2)
По результатам экспериментальных исследований развитие спор в мицелий и плодовое тело и первичное осаждение кальция спорами можно определить визуально без использования специальных средств через 21 день, до истечения этого времени необходимо использовать дополнительные средства - лакмусовую бумагу, для контроля щелочного (ph) состава почвы.According to the results of experimental studies, the development of spores in the mycelium and fruiting body and the primary precipitation of calcium by spores can be determined visually without the use of special means after 21 days, before the expiration of this time it is necessary to use additional means - litmus paper to control the alkaline (ph) composition of the soil.
Заявляемый интервал концентрации был также получен в результате исследований и является оптимальным. За границей меньшего значения интервала концентраций 0,15 кг/м2 не достигается заявленный технический результат, так как данного количества будет не достаточно для образования в финале прочного покрытия стенки. Использовать для нанесения на поверхность субстрата спор грибов в концентрации больше 0,30 кг/м2 нецелесообразно. На определенный объем спор необходим определенный объем воды и питательных веществ из карста для развития. При объеме спор грибов больше, чем 0,30 кг/м2 будет наблюдаться недостаток концентрации питательных веществ и споры не будут развиваться должным образом, кроме того будет происходит перерасход материала.The claimed concentration range was also obtained as a result of research and is optimal. Outside of the smaller value of the concentration range of 0.15 kg / m 2 , the claimed technical result is not achieved, since this amount will not be enough to form a durable wall coating in the final. It is not advisable to use fungal spores at a concentration of more than 0.30 kg / m 2 for applying to the surface of the substrate. A certain volume of spores requires a certain volume of water and nutrients from the karst for development. If the volume of fungal spores is more than 0.30 kg / m 2, there will be a lack of nutrient concentration and the spores will not develop properly, in addition, material will be overused.
При этом, предпочтительно использовать споры гриба, выбранные из группы: споры гриба триходерма (Trichoderma reesei), споры гриба сморчок (Morchella esculenta).In this case, it is preferable to use spores of the fungus, selected from the group: spores of the fungus Trichoderma (Trichoderma reesei), spores of the morel mushroom (Morchella esculenta).
Предложенный способ демонстрирует, как с помощью спор грибов возможно решить проблему карстовых провалов. Расширяясь под воздействием влаги в открывшихся трещинах материала, они вызывают осаждение кальцита под действием грунтовых солей и как следствие, образование природного известняка. Авторами экспериментальным путем было установлено, что карстовые модули со спорами и субстратом на основе смеси доломитовой муки, опилок, глины и мха в заявленном соотношении компонентов соответственны способны выдержать нагрузку до 40 МПа при развитии в течении полугода (минимальный срок - 3 недели)The proposed method demonstrates how with the help of fungal spores it is possible to solve the problem of karst sinkholes. Expanding under the influence of moisture in the opened cracks of the material, they cause precipitation of calcite under the action of ground salts and, as a result, the formation of natural limestone. The authors experimentally found that karst modules with spores and a substrate based on a mixture of dolomite flour, sawdust, clay and moss in the stated ratio of components are respectively capable of withstanding a load of up to 40 MPa during development for six months (minimum period - 3 weeks)
В отличие от известных технологий, заявленный способ решает проблему реализации в коммерческих масштабах, то есть укрепления больших площадей материала. Низкая стоимость спор гриба как местного простейшего материала в России и отсутствие необходимости в дополнительных реагентах, таких как лактат кальция, отдает приоритет грибам, нежели бактериям.In contrast to known technologies, the claimed method solves the problem of implementation on a commercial scale, that is, strengthening large areas of material. The low cost of fungal spores as a local protozoan material in Russia and the absence of the need for additional reagents such as calcium lactate give priority to fungi over bacteria.
Авторами были проведены экспериментальные исследования, в процессе которых в качестве основы был выбран карстовый овраг вдоль реки Ноксы города Казани (с.ш 55 ° 47,45'; в.д 49 ° 06,87'). Участок характеризовался природным разнообразием за счет близости лесной зоны. Для экспериментального исследования были взяты образцы почвы, проанализирована местная биота (мхи, лишайники, грибы), а также выявлена морфология карстового ущелья и климатические условия. Так, все отобранные материалы были классифицированы на 4 основные группы - карстовый грунт (основа), грибы, компоненты кальцита, влагоудерживающие растения (контроль климата) для последующего тестирования.The authors carried out experimental studies, in the course of which a karst ravine along the Noksa River in the city of Kazan (N 55 ° 47.45 '; E 49 ° 06.87') was chosen as the basis. The site was characterized by natural diversity due to the proximity of the forest zone. For an experimental study, soil samples were taken, the local biota (mosses, lichens, fungi) was analyzed, and the morphology of the karst gorge and climatic conditions were identified. Thus, all selected materials were classified into 4 main groups - karst soil (base), fungi, calcite components, water-retaining plants (climate control) for further testing.
Методология эксперимента включала наблюдение за расширением спор гриба в жидких средах и твердых субстратах на основе карстовой почвы, а также наблюдение за их последующим развитием в плодовое тело в карстовых модулях, имитирующих реальные условия на стенках воронки с различным соотношением обозначенных на месте питательных компонентов. Финальное испытание на прочность показало качество полученного материала.The experimental methodology included observation of the expansion of fungal spores in liquid media and solid substrates based on karst soil, as well as observation of their subsequent development into the fruiting body in karst modules simulating real conditions on the walls of the funnel with different ratios of nutrient components indicated in situ. The final strength test showed the quality of the material obtained.
Были выполнены следующие группы тестов:The following groups of tests were performed:
Первая группа - Расширение спор гриба в жидкой среде. Осаждение кальцита.The first group - Expansion of fungal spores in a liquid medium. Precipitation of calcite.
Тест 1. Нейтральная суспензия (вода)Test 1. Neutral suspension (water)
Цель теста - доказать способность спор Trichoderma reesei (триходерма) осаждать кальцит в реакции только с водой. Принимается во внимание факт, что споры превращаются из 'порошка' в 'зеленую массу', покрывшуюся со временем белым порошком кальция.The purpose of the test is to prove the ability of Trichoderma reesei (trichoderma) spores to precipitate calcite by reacting only with water. It takes into account the fact that the spores turn from a 'powder' to a 'green mass', covered over time with a white calcium powder.
ингредиенты - вода (1) + споры гриба триходерма (0,2)ingredients - water (1) + spores of the Trichoderma fungus (0.2)
кислотность субстрата - рН 7acidity of the substrate - pH 7
Результатом теста является плохо растворимая клейкая масса. Отмечено, что споры разрослись в сеть (через 2 недели), образовали кристаллы (через 1 месяц) и карбонатно-белый порошок (через 1,5-2 месяца).The result of the test is a poorly soluble sticky mass. It was noted that the spores grew into a network (after 2 weeks), formed crystals (after 1 month) and a carbonate-white powder (after 1.5-2 months).
Положительный аспект теста в том, что споры Trichoderma способны осаждать кальций и производить известняк. Однако, кальцификация происходит очень медленно (более 1 месяца). В связи с этим, необходимо ввести дополнительный ресурс кальцита в следующих тестах.On the positive side of the test, Trichoderma spores are capable of precipitating calcium and producing limestone. However, calcification is very slow (over 1 month). In this regard, it is necessary to introduce an additional resource of calcite in the following tests.
Тест 2. Суспензия на основе биобактерийTest 2. Suspension based on biobacteria
Предполагается, что кефирные биобактерии являются источником кальцита. Кроме того, эта кислая среда может вызвать развитие гриба.It is assumed that kefir biobacteria are the source of calcite. In addition, this acidic environment can cause the development of the fungus.
ингредиенты - кефирные грибки (биобактерии) (1) + споры гриба триходерма (0,2)ingredients - kefir fungi (biobacteria) (1) + spores of the Trichoderma fungus (0.2)
кислотность субстрата - рН 5acidity of the substrate - pH 5
Результатом теста является плохо растворимый клей с кальциевыми образованиями различной плотности. Порошок спор был преобразован в микропористую структуру.The result of the test is a poorly soluble adhesive with calcium formations of varying density. The spore powder was transformed into a microporous structure.
Положительный аспект теста в том, что молочные добавки увеличивают плотность получаемого кальцита. Однако, кальцификация также происходит очень медленно, и кальцит, по-прежнему, хрупкий. В связи с этим, необходимо ввести другие ресурсы кальцита в следующих тестах.The positive aspect of the dough is that milk additives increase the density of the calcite produced. However, calcification is also very slow and calcite is still brittle. Due to this, it is necessary to introduce other calcite resources in the following tests.
Тест 3. Карстовая почва с лактатом кальция в водеTest 3. Karst soil with calcium lactate in water
Лактат кальция используется учеными Делфта в качестве реагента для производства известняка спорами бактерий. Предлагается применять этот компонент в отношении спор грибов.Calcium lactate is used by Delft scientists as a reagent for the production of limestone by bacterial spores. It is proposed to apply this component to fungal spores.
ингредиенты - карстовая почва (1) + лактат кальция (1) + споры гриба триходерма (0,2) + вода (5)ingredients - karst soil (1) + calcium lactate (1) + spores of the Trichoderma fungus (0.2) + water (5)
кислотность субстрата - рН 8acidity of the substrate - pH 8
Результатом теста являются отчетливые кальцитовые образования. Положительный аспект теста в том, что кальцификация происходит быстро (в течение 1 месяца) с известняковыми образованиями, то есть лактат кальция является возможным компонентом минерализации. Однако, мицелий для воспроизводства системы не образуется. В связи с этим, необходимо уменьшить количество воды и обеспечить питательные вещества для развития плодового тела в следующих тестах (поскольку оно является необходимым элементом воспроизводства системы без участия человека).The test results in distinct calcite formations. The positive aspect of the test is that calcification occurs quickly (within 1 month) with limestone formations, that is, calcium lactate is a possible component of mineralization. However, the mycelium is not formed for the reproduction of the system. In this regard, it is necessary to reduce the amount of water and provide nutrients for the development of the fruiting body in the following tests (since it is a necessary element of the reproduction system without human intervention).
Вторая группа - Развитие спор в мицелий гриба и плодовое тело. Воспроизводство системы.The second group - Development of spores into the mycelium of the fungus and the fruiting body. System reproduction.
Тест 1. Карстовый грунтTest 1. Karst soil
Цель теста - определить, есть ли в карстовой почве кальцит для минерализации без дополнительных источников кальцита и питательных веществ.The purpose of the test is to determine if the karst soil contains calcite for mineralization without additional sources of calcite and nutrients.
ингредиенты - карстовая почва (6) + триходерма (0,2) + мицелий сморчка + вода (1)ingredients - karst soil (6) + trichoderma (0.2) + morel mycelium + water (1)
кислотность субстрата - рН 7,8acidity of the substrate - pH 7.8
Результатом теста являются карбонатные образования различной плотности, запах грибов. Положительный аспект теста в том, что минерализация происходит быстро (через 1 месяц), и хорошо видны карбонатные образования, следовательно, местный карст имеет необходимые источники кальция. Тем не менее, мицелий формируется медленно, и необходимо добавлять питательные вещества для улучшения его роста.The result of the test is carbonate formations of various densities, the smell of mushrooms. The positive aspect of the test is that mineralization occurs quickly (after 1 month), and carbonate formations are clearly visible, therefore, the local karst has the necessary sources of calcium. However, mycelium forms slowly and nutrients need to be added to improve mycelium growth.
Тест 2. ГлинаTest 2. Clay
Глина позиционируется как источник кальция и питательных веществ для развития гриба. Более того, она способна сохранять прохладу и влажность, то есть потенциально улучшать этот процесс. Также предполагается, что сокращение объема воды активизирует рост мицелия.Clay is marketed as a source of calcium and nutrients for fungal growth. Moreover, it is able to maintain coolness and humidity, that is, potentially improve this process. It is also assumed that reducing the volume of water will activate mycelium growth.
ингредиенты - глина (3) + лактат кальция (0,2) + триходерма (0,2) + вода (1)ingredients - clay (3) + calcium lactate (0.2) + trichoderma (0.2) + water (1)
кислотность субстрата - рН 7,5acidity of the substrate - pH 7.5
Результатом теста является густая смесь белого цвета, различающаяся по плотности. Положительный аспект теста в том, что минерализация происходит, и есть плотные образования известняка. Однако, мицелий для воспроизводства системы не растет, то есть необходимо добавлять другие питательные вещества (например, опилки и торфяная почва) в следующих испытаниях.The result of the test is a thick white mixture, differing in density. The positive aspect of the test is that mineralization occurs and there are dense limestone formations. However, the mycelium does not grow for the reproduction of the system, that is, it is necessary to add other nutrients (for example, sawdust and peat soil) in the following tests.
Тест 3. Торфяной грунт и опилкиTest 3. Peat soil and sawdust
Тест основан на способности гриба расти на кислотной питательной основе. В этом отношении, древесные материалы (опилки) являются подходящими компонентами.The test is based on the ability of the fungus to grow on an acidic nutrient base. In this respect, wood-based materials (sawdust) are suitable components.
ингредиенты - торфяной грунт (3) + опилки (6) + триходерма (0,2) + мицелий сморчка + вода (1)ingredients - peat soil (3) + sawdust (6) + trichoderma (0.2) + morel mycelium + water (1)
кислотность субстрата - рН 5,5acidity of the substrate - pH 5.5
Результатом теста являются небольшие кальцитовые образования, белая сеть мицелия, запах грибов. Положительный аспект - белые образования мицелия (живая система). Однако, также появилась плесень в некоторых местах. В связи с этим, необходимо нормализовать влажность и изменить субстрат в следующих тестах.The test results in small calcite formations, a white mycelium network, and a mushroom smell. The positive aspect is the white formations of mycelium (living system). However, mold also appeared in some places. In this regard, it is necessary to normalize the humidity and change the substrate in the following tests.
Тест 4. Карстовый грунт с доломитовой мукойTest 4. Karst soil with dolomite flour
Было отмечено, что компоненты целлюлозы (древесины) улучшают рост гриба. В связи с этим, доломитовая мука, являясь аналогом древесины и кальция (состав СаСО3), может быть компонентом как для минерализации, так и для развития гриба.It has been noted that the components of cellulose (wood) improve fungal growth. In this regard, dolomite flour, being an analogue of wood and calcium (composition CaCO3), can be a component both for mineralization and for the development of the fungus.
ингредиенты - карстовый грунт (6) + опилки (3) + доломитовая мука (1) + триходерма (0,2) + мицелий сморчка + вода (1,2)ingredients - karst soil (6) + sawdust (3) + dolomite flour (1) + trichoderma (0.2) + morel mycelium + water (1.2)
кислотность субстрата - рН 8acidity of the substrate - pH 8
На фиг. 3 приведены фото модулей микрокарт в процессе кальцификации в карсте на основе спор, полученные в ходе проведения экспериментальных исследований, на 1-й, 21-й, 40 день эксперимента. На фото видны плотные кристаллы карбоната и грибковые тела (мицелий и головки), т.е. система способна к «самовосстановлению» и вопроизводству.FIG. 3 shows a photo of microcard modules in the process of calcification in karst based on spores, obtained in the course of experimental studies, on the 1st, 21st, 40th day of the experiment. The photo shows dense carbonate crystals and fungal bodies (mycelium and heads), i.e. the system is capable of "self-healing" and reproduction.
Результатом теста являются карбонатные образования различной плотности, грибной мицелий с мелкими 'зародышами' плодовых тел. Положительный аспект теста в том, что происходит минерализация, и карбонатные образования хорошо видны. Более того, это вызывает появление эстетических образований гриба (через 3 недели). Наконец, установлено, что субстрат на основе карстовой и доломитовой муки имеет необходимые источники кальция для минерализации и питательную базу для развития гриба, несмотря на проблему различных рН почвы (статистически благоприятных) для этих процессов. Так, необходимо провести испытание на прочность полученного субстрата (названного Микокарст) в следующих испытаниях.The result of the test is carbonate formations of various densities, fungal mycelium with small 'embryos' of fruit bodies. The positive aspect of the test is that mineralization occurs and the carbonate formations are clearly visible. Moreover, it causes the appearance of aesthetic formations of the fungus (after 3 weeks). Finally, it was found that the substrate based on karst and dolomite flour has the necessary sources of calcium for mineralization and a nutrient base for the development of the fungus, despite the problem of different soil pH (statistically favorable) for these processes. Thus, it is necessary to test the strength of the resulting substrate (named Micokarst) in the following tests.
Третья группа - Испытание на прочностьThird group - Strength test
Для испытания на прочность были подготовлены 12 модулей Микокарст размером 8*18 см на основе карста, спор и доломитовой муки. Глина, опилки и мох добавляются в модули в различных соотношениях для имитации разнообразия рассматриваемого карстового участка, а также для поддержания влажности. Цель - сделать вывод об оптимальном соотношении компонентов в максимально устойчивом модуле Микокарст, принимая во внимание и возможность воспроизводства системы и эстетический аспект (формирование ландшафта).For strength testing, 12 Mikokarst modules with a size of 8 * 18 cm were prepared based on karst, spores and dolomite flour. Clay, sawdust and moss are added to the modules in various ratios to simulate the diversity of the karst area under consideration and to maintain moisture. The goal is to draw a conclusion about the optimal ratio of components in the most stable Mikokarst module, taking into account both the possibility of reproduction of the system and the aesthetic aspect (landscape formation).
ингредиенты - карстовый грунт (6) + зола (1-3) + доломит (1-3) + опилки (0-2) + споры триходермы (0,2) + мицелий сморчка + глина (0-2) + мох (1-3) + вода (1)ingredients - karst soil (6) + ash (1-3) + dolomite (1-3) + sawdust (0-2) + trichoderma spores (0.2) + morel mycelium + clay (0-2) + moss (1 -3) + water (1)
кислотность субстрата - рН 7,5-8,5acidity of the substrate - pH 7.5-8.5
Модули подготавливались в лабораторных условиях с температурой 11-17 С и влажностью до 80-90 процентов в течение еще 3 недель (в целом 1,5 месяца). Положительный научный результат определяется устойчивыми (первично (1,5 месяца) - на весу, вторично (0,5 года) - на сжатие) модулями материала Микокарст на основе карстовой почвы и грибных спор.The modules were prepared in laboratory conditions with a temperature of 11-17 C and a humidity of 80-90 percent for another 3 weeks (1.5 months in total). A positive scientific result is determined by stable (initially (1.5 months) - by weight, secondarily (0.5 years) - by compression) modules of the Mikokarst material based on karst soil and fungal spores.
Результаты экспериментального исследования.Experimental research results.
Экспериментальное исследование показало, что споры гриба способны расширяться в воде, создавая сеть, которая со временем покрывается образованиями кальция (но для этого требуется более 3 месяцев, что неэффективно) (тест 1). Было обнаружено, что источники связанного кальция, такие как лактат кальция (С6Н10СаО6), кефирные биобактерии, доломитовая мука (СаСО3) и сам карст (СаСО3, CaSO4), вызывают более эффективную минерализацию (через 1 месяц) (тесты 2-4, 7).An experimental study has shown that the spores of the fungus are able to expand in water, creating a network that over time becomes covered with calcium formations (but this takes more than 3 months, which is ineffective) (test 1). It was found that sources of bound calcium, such as calcium lactate (C6H10CaO6), kefir biobacteria, dolomite flour (CaCO3) and karst itself (CaCO3, CaSO4), cause more effective mineralization (after 1 month) (tests 2-4, 7) ...
Так, было доказано, что споры способны связывать карстовую почву на основе сульфатов (CaSO4 и СаСО3) в Казани за счет наличия в ней связанного кальция. Было установлено, что карстовые модули со спорами и компонентами золы, доломитовой муки, глины в соотношении карст: зола: доломитовая мука: глина как 6:2:3:1 способны выдержать нагрузку до 40 МПа при развитии в течении полугода (минимальный срок - 3 недели). Однако получение сильных минералов занимает гораздо больше времени (за рамками данного исследования).Thus, it was proved that spores are able to bind karst soil based on sulfates (CaSO4 and CaCO3) in Kazan due to the presence of bound calcium in it. It was found that karst modules with spores and components of ash, dolomite flour, clay in the ratio of karst: ash: dolomite flour: clay as 6: 2: 3: 1 are able to withstand a load of up to 40 MPa during development for six months (minimum period - 3 weeks). However, obtaining strong minerals takes much longer (outside the scope of this study).
Кроме того, природные компоненты, такие как опилки, глина и мох в карстовом районе вдоль реки Нокса, поддерживают уровень влажности почвы и улучшают условия развития гриба. Так, грибные споры образуют две структуры: известковый минерал для карстовой устойчивости и эластичную живую материю (мицелий), развивающуюся совместно с карстовой системой. Такие интегрированные технологии не были выявлены в обзоре литературы, хотя ученые рассматривали эти два принципа в отношении новых биоматериалов (самовосстанавливающихся и 'грибных' кирпичей).In addition, natural components such as sawdust, clay and moss in the karst area along the Knox River maintain soil moisture levels and improve the conditions for fungus development. Thus, fungal spores form two structures: a calcareous mineral for karst resistance and elastic living matter (mycelium), which develops together with the karst system. Such integrated technologies were not identified in the literature review, although scientists considered these two principles for new biomaterials (self-healing and 'mushroom' bricks).
Результатом процесса самовосстановления будет укрепление стенок карстовой воронки, а на длительном промежутке времени при реализации заявленного способа будет полное заполнение полости карстовой воронки минеральной грибной породой - ликвидация воронки.The result of the self-healing process will be the strengthening of the walls of the karst funnel, and over a long period of time, when the claimed method is implemented, the cavity of the karst funnel will be completely filled with mineral mushroom rock - the elimination of the funnel.
Следует отметить, что деятельность человека (робота) необходима только на 1 (1-2) стадии, поскольку акцент ставится именно на способность материала в самовосстановлении и минимизацию, в связи с этим, времени и затрат.It should be noted that human (robot) activity is necessary only at stage 1 (1-2), since the emphasis is placed on the ability of the material in self-healing and, in this regard, minimization of time and costs.
Заявленный способ позиционируется как новая типология самовосстанавливающихся материалов городской среды, способных эволюционировать с городскими системами и образовывать новый ландшафт города. Активно развивающийся город, расположенный на карстовых пластах, имеет потенциал к внедрению "умных" методов мониторинга карстовых процессов с минимальным человеческим участием и созданию новых типологий экосистем для социальных и экологических целей.The claimed method is positioned as a new typology of self-healing materials of the urban environment, capable of evolving with urban systems and forming a new city landscape. An actively developing city located on karst strata has the potential to introduce smart methods of monitoring karst processes with minimal human participation and create new typologies of ecosystems for social and environmental purposes.
Несмотря на то, что экспериментальные исследования при разработке нового способа были связаны с конкретной территорией, предложенный способ носит универсальный характер в силу сходства условий и структуры карстовых почв, а также глобального характера самой проблемы карстовых провалов. В связи с этим, технология самовосстановления материалов с высокой вероятностью разрушения актуальна для любой точки мира.Despite the fact that experimental studies in the development of a new method were associated with a specific territory, the proposed method is universal in nature due to the similarity of the conditions and structure of karst soils, as well as the global nature of the problem of karst sinkholes. In this regard, the technology of self-healing materials with a high probability of destruction is relevant for any part of the world.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138772A RU2732874C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Method of karst funnel walls reinforcement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138772A RU2732874C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Method of karst funnel walls reinforcement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732874C1 true RU2732874C1 (en) | 2020-09-24 |
Family
ID=72916466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019138772A RU2732874C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Method of karst funnel walls reinforcement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2732874C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112663417A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-16 | 山东省交通规划设计院有限公司 | Method for screening position range of karst road base section |
| RU2781630C1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) | Method for restoring the surface of calcite mineral deposits and preventing the development of bioerosion processes |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU77971A1 (en) * | 1948-12-27 | 1949-11-30 | Е.В. Макаров | The way to deal with the development of karst phenomena in gypsum rocks (layers) |
| SU894066A2 (en) * | 1980-03-27 | 1981-12-30 | Предприятие П/Я А-3226 | Method of mud-grouting of excavated zones in underground recovery of sulfur by melting |
| SU947442A1 (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-30 | Львовское Специализированное Управление "Бурвод" N584 Специализированного Треста "Укрбурвод" Укрглавспецстроя | Method of after filling cavities |
| RU2410492C1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method of foundation reinforcement |
| RU2543162C1 (en) * | 2013-04-09 | 2015-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительная инновационная компания "РОССИНКОМ" (ООО "СИК "РОССИНКОМ") | Method of protection of karst occurrence |
| US9951307B2 (en) * | 2010-11-27 | 2018-04-24 | Mycoworks, Inc. | Method for producing fungus structures |
-
2019
- 2019-11-29 RU RU2019138772A patent/RU2732874C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU77971A1 (en) * | 1948-12-27 | 1949-11-30 | Е.В. Макаров | The way to deal with the development of karst phenomena in gypsum rocks (layers) |
| SU894066A2 (en) * | 1980-03-27 | 1981-12-30 | Предприятие П/Я А-3226 | Method of mud-grouting of excavated zones in underground recovery of sulfur by melting |
| SU947442A1 (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-30 | Львовское Специализированное Управление "Бурвод" N584 Специализированного Треста "Укрбурвод" Укрглавспецстроя | Method of after filling cavities |
| RU2410492C1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method of foundation reinforcement |
| US9951307B2 (en) * | 2010-11-27 | 2018-04-24 | Mycoworks, Inc. | Method for producing fungus structures |
| RU2543162C1 (en) * | 2013-04-09 | 2015-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительная инновационная компания "РОССИНКОМ" (ООО "СИК "РОССИНКОМ") | Method of protection of karst occurrence |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112663417A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-16 | 山东省交通规划设计院有限公司 | Method for screening position range of karst road base section |
| RU2781630C1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) | Method for restoring the surface of calcite mineral deposits and preventing the development of bioerosion processes |
| RU2787505C1 (en) * | 2022-06-15 | 2023-01-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" | Method for strengthening the surface of degraded soil |
| RU2820439C1 (en) * | 2023-08-16 | 2024-06-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Микокарст" | Method for restoration and repair of articles and structures made of concrete and natural stone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Bio-mediated method for improving surface erosion resistance of clayey soils | |
| Joshi et al. | Microbial healing of cracks in concrete: a review | |
| US20170044077A1 (en) | Production method of artificial bio-soil aggregates based on foamed concrete for plant growth | |
| Wuolo et al. | Plant performance in living wall systems in the Scandinavian climate | |
| CN107963838A (en) | A kind of ecology spray anchor protective slope structure and method | |
| Veeger et al. | Exploring the possibility of using bioreceptive concrete in building façades | |
| Boudaghpour et al. | A study on light expanded clay aggregate (LECA) in a geotechnical view and its application on greenhouse and greenroof cultivation | |
| Lubelli et al. | Influence of brick and mortar properties on bioreceptivity of masonry–Results from experimental research | |
| CN109053101A (en) | The construction method of modified sewage sludge and preparation method thereof as well as cover soil material | |
| RU2732874C1 (en) | Method of karst funnel walls reinforcement | |
| Mayoral González et al. | Bacterial induced cementation processes and mycelium panel growth from agricultural waste | |
| Jakubovskis et al. | Bio-colonization layered concrete panel for greening vertical surfaces: A field study | |
| Ottmann | Ecological building materials for deserts and drylands | |
| CN201718283U (en) | Roof greening and planting block | |
| CN104148377A (en) | Method for producing greened structure soil from silt | |
| Kumari | Microbial concrete: A multi-purpose building material-An overview | |
| Marsaglia et al. | Moss as a multifunctional material for technological greenery systems | |
| Berti | Conservation of coral stone architectural heritage on the coast of East Africa | |
| Umar et al. | Performance evaluation of lime and microbial cementation in residual soil improvement | |
| Udoudoh et al. | Traditional building materials in housing construction: usage and maintenance strategy | |
| Chen | Analysis of stabilized adobe in rural East Africa | |
| Ojerinde | The use of Rice Husk Ash (RHA) as stabilizer in Compressed Earth Block (CEB) for affordable houses | |
| Oliver | Conservation of earthen archaeological sites | |
| Forster | Binder loss in traditional mass masonry: a cause for concern? | |
| Alam | REVIVAL OF GRADUALLY DECLINED MUD ARCHITECTURE PRACTICE IN NORTHERN BANGLADESH |