Fagyasztott és permafrost talajok

A fagyasztott és permafrost talajok hőmérsékletük és időtartamuk függvényében fagyasztott (felolvasztott), fagyasztott és állandóan fagyasztott is.

A fagyasztott talajokat negatív hőmérsékletnek nevezik, amelyben a pórusvíz egy része fagyott állapotban van (jégkristályok formájában). A fagyasztott talajok négykomponensű rendszerek, amelyekben a szilárd, folyékony és gáznemű fázisok mellett jég is van.

Ha a nem sós víz 0 ° C-ra fagy, a talaj ezen a hőmérsékleten csak akkor fagyódik le, ha tartalmaznak szabad, nem sós vizet, mivel a kötött víz vékony filmek formájában és a sós víz fagyja alacsonyabb hőmérsékleten.

A Permafrostot három évig vagy annál régebben fagyasztott talajnak nevezik. A Permafrost talajok strukturálisan instabil talajokról beszélnek, mivel felengedésük során a természetes szerkezet megzavarása következtében alakul ki.

A felolvasztott talaj fagyasztása esetén megduzzadhat.

A talaj felszíni rétege, amely télen lefagy és nyáron olvad, az aktív réteg vagy a szezonális fagyás és felolvasztás rétegének nevezik, mivel intenzív folyamatokon esik át, amelyek a talaj befagyasztásához és felolvadásához kapcsolódnak.

Ha megfigyel egy agyagos talajból (BI Dalmatov, 1988) származó fagyasztva tárolt mintát, akkor a hőmérsékletváltozás hatására a kapott görbe négy részből áll (5.25 ábra).

Az első ab szakasz a hõmérséklet csökkenésével egyezik meg a pórusvíz túlhûtésével. A második bc szakasz a talaj hőmérsékletének hirtelen emelkedését jelzi, amely a talajminta vízének egy részének kristályosításához kapcsolódik, amely megfelel a fagyás kezdetének. A cd harmadik szakasza párhuzamos a t idő tengelyével, ami a legtöbb víz jégre való átmenetét jelzi. De negyedik szakaszában fokozatosan csökken a már fagyasztott font hőmérséklete, azaz ebben az időszakban a víz lefagy, nem fagyasztva a T értékére.

Az anyag összetételétől és a hőmérséklet-páratartalomtól függően a fagyasztott frakciókat keményfagyasztott, műanyagmentes folyású és laza fagyasztva oszlik el.

Ábra. 5.25. A font fagyasztási folyamatának időbeli diagramja (BI Dalmatov, 1988)

A viszonylag törékeny töréssel jellemezhető talaj és a terhelés alatt lévő praktikus tömöríthetetlenség a kemény sziklák közé tartozik. A struktúrákból származó terhelések hatására ezek a fontok gyakorlatilag nem tömörenek (E> 100 MPa alakváltozási modulus), mivel jéggel vannak megkötve.

Durva szemcsés talajok teljes nedvességtartalommal ωcsöppség > 0,03, valamint homokos és agyagos, ha azok hőmérséklete alacsonyabb, mint a táblázatban megadott értékek. 5.8, amelyben a talaj a műanyagtól a nehéz-repedésig terjed.

5.8 táblázat. A talaj műanyagról szilárd állapotra való átmenetének hőmérséklete

Big Encyclopedia of Oil és Gas

Fagyasztott Permafrost talaj

A fagyasztott és a permafrost talajok nagyon komplex természeti többfázisú összetételek, amelyek különböző tulajdonságokkal rendelkező komponensekből állnak, különböző fázisállapotokban (szilárd, ideális esetben műanyag, folyékony, gázhalmazállapotú), egymással kölcsönösen összefüggőek, amelyek csak egykomponensű (szilárd) például bizonyos körülmények között, ha egy bizonyos mennyiségű fagyasztott talajban a talaj egyes fázisainak újraelosztása nem időben történik. [1]

Fagyasztott és permafrost talajok a jég-cement kötések jelenléte miatt, miközben a talaj negatív hőmérsékletét fenntartják, meglehetősen erős és stabil természetes formációk. Hőmérsékletük növekedése és csökkenése (még a negatív hőmérsékletek tartományában is) jelentős változások következnek be a talajok tulajdonságaiban, ami a fagyasztott kőzetek tulajdonságainak instabilitását okozza; amikor a pórus-jég felengedett, a strukturális jégkonzerv kötések a lavinák elpusztulnak, és jelentős deformációk jelentkeznek, és az erős jeges permafrost talajok az iszap és az agyag összetételét cseppfolyósított tömegekké alakítják. [2]

Fagyasztott és permafrost talajkitermelési munkákat a lineáris konstrukcióra kialakított standard rendszerek szerint végzik, a tapasztalatok alapján. [3]

A fagyasztott és permafrost talajok energiateljesítménye szorosan összefügg a hõmérsékletével, ezért az év során változásokra van szükség a hõmérsékletükben. [4]

A fagyasztott és a permafrost talaj típusának megnevezését ezen fejezet nómenklatúrájában történő felolvasztása után határozzák meg. [5]

A fagyasztott és permafrost talajok további jellemzőit az SNiP fején alapulva határozzák meg az alapok és a permafrost talaj alapjain. [6]

Ha a fagyasztott és permafrost talajokat a különböző típusú szerkezetek alapjaira vagy környezetére használja, az elejétől kezdve fontos meghatározni, hogy melyik kategóriát kell a jégtartalomnak és a fizikai állapotnak tulajdonítani. [7]

A jégkonzolok (jégkonzerv és jégközeli rétegek) jelenléte a fagyasztott és permafrost talajokon, amelyek az előző bekezdésben leírtak szerint szinte bármilyen méretűek a műanyag áramlását és a kristályok átirányítását okozzák, valamint a viszkózus fagymentes víz jelenléte a fagyasztott talajon bármilyen további terhelés a reológiai folyamatok születése és áramlása. [8]

A fagyasztott és a permafrost talajban lévő fagyasztott víz mennyisége csökken a talaj csökkenő negatív hõmérsékletével, és minden egyes talajt a meg nem tisztított víz tartalma jól definiált görbével jellemez. [9]

A fagyasztott és permafrost talajon történő csővezeték elhelyezésekor a csővezeték közvetlen közelében lévő talaj felengedése mind a csővezeték mélységénél a kültéri levegő hőmérsékleténél, mind a szezonális talajfagyasztásnál alacsonyabb hőmérsékleten, valamint a csővezeték hőmérsékletének köszönhetően, amely pozitív hőmérsékletű. [10]

Így a fagyasztott és a permafrost talajok képződését nemcsak rétegek, lencsék és jég ékek képezik, hanem termokarsztus jelenségek is. [11]

A folyékony fázisban lévő víz fagyasztott és permafrost talajban - a szokásos negatív hõmérsékleten (legalább körülbelül 70 ° C-ig) mesterséges víz mindig egy vagy több mennyiségben van jelen, amint azt az 1939-es elméleti megfontolások alapján mutatják be tovább erősítette a laboratóriumi és a szántóföldi körülmények között végzett közvetlen kísérletek eredményeit. [12]

Gondoljunk részletesebben a fagyott és permafrost talajok jégtípusaira, mivel a főként a fagyasztott állapotot meghatározó komponens. [13]

A fagyasztott és permafrost talajok elpusztítására alkalmas, hatékony gépek kifejlesztése fontos nemzeti gazdasági feladat. [14]

Mint korábban említettük, a fagyasztott és permafrost talajok, különösen az agyagok esetében az adhézió, amely számukra tízszer nagyobb, mint a nem fagyott talajok esetében, a nyíróerő általános ellenállásában uralkodó értéket képvisel; a magas hőmérsékletű fagyasztott talajok belső súrlódási együtthatója, különösen a hosszútávú terheléseknél, sokkal kisebb értéket mutat. Ez annál inkább legitim, mivel a tapadási erők nagysága, amelyet a golyós módszerrel korábban említettünk, nemcsak a talaj tapadását, hanem közvetett módon súrlódását is figyelembe veszi. [15]

Fagyasztott talaj;

A talajt fagyasztják, a pórusokban, amelyeknek legalább a víz része jéggé változott.

A fagyasztott talajok tulajdonságainak tanulmányozásának fontosságát nemcsak az a tény jellemzi, hogy Oroszország területének több mint 50% -át a permafrost foglalja el, hanem a talaj szezonális fagyasztásának jellemzői szinte az egész terület felett. A permafrost talajok olyan évek óta és évszázadok óta fagyott állapotú talajok.

A fagyás és felolvasztás során a talajok fizikai-mechanikai tulajdonságai jelentős változásokon mennek keresztül.

A víz, amely jéggé változik, a talajszemcséket cementálja, ami szerkezeti koherenciát, megnövelt mechanikai tulajdonságokat, vízállóságot biztosít. Ha a fagyasztott talaj, különösen szemcsés, poros, vízzel telített, a talaj térfogatának növekedése növekszik. A nedvesség mozgatása az alsó rétegekről, a lencsék képzése a jégből a talaj felveréséhez vezet.

A fagyasztott és permafrost talajok sima, réteges és cellás (hálós) fagyos textúrájúak lehetnek (2.32.


Ris.2.32. Fagyos talaj textúrák: a - sima; b - rétegezett;

sejtes (háló)

A sima textúra jellemző a durva, kavicsos talajra és az összes homokra, kivéve a homályos homokot.

A réteges fagyos textúra jellemző a homokos agyagos talajokra és a homályos homokra. Ez a textúra az erősen nedvesített talajok befagyasztása és az alsó víztartó rétegek vándorlása során keletkezik.

A sejtes (hálós) fagyos textúrát úgy alakítják ki, hogy fagyasztják az erősen nedves állapotban lévő és a víz szabad áramlását biztosító homok-agyagos talajokat.

A felolvasztáskor a fagyasztott talaj vízzel túltelítettnek bizonyul, és nincs természetes kötés az egyes részecskék között, amikor a felolvasztás folyékony iszapra változik, az eredeti mechanikai tulajdonságoktól mentes, és leereszkedést enged a terhelésnek (2.33.

A fenti migráció jelenségének tisztázása során figyelembe kell venni a víz tulajdonságait fagyasztott talajon. Amint azt a tudósok kutatócsoportja a Szovjetunió Tudományos Akadémia N.A. Tsytovich megfelelő tagjának vezetésével jelezte, a fagyott talajokban lévő víz három állapotban (fázisban) - szilárd, folyékony és gőzölhető.

A szilárd anyag formájában lévő jég kitölti a pórusokat, és ezenkívül jeges zárványokat képez a talaj - kristályok, lencsék és közbenső rétegek gyengített területein.

A gőz tölti a pórusokat és repedéseket a talaj vízzel.

A folyadékot a talajban tárolják a hidratált héjok alacsony fagyáspontja miatt. A finom szemcsézett talajban levő víz fokozatosan lefagy: először szabad, majd, amikor a hőmérséklet csökken, lazán kötődik, és végül, jelentős hőmérsékletcsökkenéssel szorosan kötődik. A szabad víz a talajban nullánál alacsonyabb hőmérsékleten lefagy, néha -1 0... -1.5 0 o. Ez a víz fagyáspontjának jelentős mértékű mineralizációja vagy leeresztése a kapillárisokban. A koherens víz nagyon alacsony hőmérsékleten lefagyhat, és ahogy azt az A. A. Tsitovich kutatása kimutatta, az agyagos talajok mindig tartalmaznak bizonyos mennyiségű szorosan kötődő vizet, amely nem fagy meg semmilyen gyakorlatilag elérhető negatív hőmérsékleten.

N. A. Tsytovich egyensúlyi állapotának elmélete szerint a fagyasztott talajokban található víz mennyisége, összetétele és tulajdonságai nem állandóak, hanem a külső hatások változásaival változnak, dinamikus egyensúlyban vannak az utóbbiakkal. Ahogy a hőmérséklet csökken, a fagyott víz mennyisége növekszik, a talaj erőssége nő, és a jégkoncentrációk tartalma nő. Az ugyanolyan hőmérsékleten lévő nem fagyott víz mennyisége mindig sokkal nagyobb az agyagokban, mint a homoknál; ez a csontváz merevségével együtt a fagyott agyagok fagyasztott homokjának fokozott erejével magyarázható. Minél nagyobb a talaj diszperziója, annál sűrűbb, annál hosszabb ideig tart a vízfagyasztási folyamat.

A nedvesség elvándorlása a következő fagyásgátló tulajdonságok miatt következik be. Először is, az ásványi részecskék szilárd anyagának térfogatának csökkenésével összefüggésben, amikor a hőmérséklet csökken, új repedések és kapilláris csatornák alakulnak ki, és a nedvesség kapilláris szivárgása megnő. Másodszor, amikor a jégkristályok a talaj pórusaiban jönnek létre, a növekvő kristályokba nedvességet szívnak fel, ahogyan az oldott sók kiszivárognak, amikor a kristályok túltelített oldatokban nőnek. Harmadszor, a vízgőz mozgása a nagyobb nyomással rendelkező helyektől a kevésbé nyomott helyig, azaz a fagyasztási terület felé.

A finom víztesttel telített talajvíz migrációjának fő szerepe a filmvíz mozgása, amely a molekulasorok hatására a talaj fagyasztása irányába mozdul el, hogy feltöltsék a részlegesen fagyott hidratálók vastagságát (2.34.

Ris.2.34. A film nedvességének migrációja a talaj fagyasztása során

1 - szilárd részecske;

3 - film nedvesség;

4 - szabad víz;

5 - tápfeszültség zóna;

6 - fagyasztási zóna

A maximális szívóteljesítmény jellemző az agyagokra, és a nedvesség maximális felhalmozódása fagyasztott homokos homokos és homokos lödökre vonatkozik, amelyeknek továbbá viszonylag nagy szívóteljesítményük van. A durva szemcsézett talajokban a szívóhely helyett a nedvességet kis mennyiségű szívócsíkkal erősítik. Ezt a jelenséget "dugattyú hatásnak" nevezik. A gyakorlatban a durva szemcsézett talajok tulajdonságait az úgynevezett anti-mech rétegek eszközei használják, megakadályozva a nedvesség mozgását.

A jégkibocsátás - rétegek, lencsék és jégkristályok kialakulása - olyan talajokban fordul elő, amelyek a maximális nedvesség felhalmozódásával állnak rendelkezésükre, nagy víz telítettségének lehetőségével.

A permafrost talajokban ezek a jeges zárványok nagy méreteket érnek el. A szezonálisan fagyasztó talajokban a zárványok vastagsága néha több centiméterrel is eléri.

A talaj nedvességének gyors lefagyasztásával nincs idő felhalmozni a fagyasztási zónában, és a felgyulladás és a jégkibocsátás jelenségei gyengülnek. A fentiek alapján a következő típusú talajokat különböztetjük meg:

1) nem sziklás - sziklás, durva szemcsés, homokos durva szemcsézettségű;

2) gyengén lucid - homokos közepes szemcsés, agyagos, poros és finom szemcsés homokos, alacsony vízzel telített és a nedvességszivárgás lehetőségének hiánya;

3) hevítő - agyag, poros, finomszemcsés, magas vízzel telített vagy a nedvességnek a fagyás területére való áttérésének feltételeinek jelenléte.

Abban az esetben, ha a talaj természetes szerkezetét a fagyás és a felolvasztás során jelentős vízzáródás (helyi - a jeges zárványok megolvadása során) megsértése miatt meg kell akadályozni a talajok fúrásának megakadályozását az építés során és a létesítmények üzemeltetése során. Ha a talaj nedvessége nem haladja meg a maximális higroszkópos és a vízfagyasztás zónájának energiaforrását, akkor a talaj deformálódása elhanyagolható.

Fejlődésüket elősegítő körülmények között a finomszemcsés talajok, a hosszú fagyasztási folyamat, a fagypontból a talajvíz közeli elhelyezése nagy értékeket érhet el, és tíz centiméter talajfelszínt és könnyű struktúrákat hozhat létre a talajon. Ezt figyelembe kell venni az alapok lefektetésének mélységét és a szerkezetek földalatti részei szerkezetének megoldását.

A talajok felszíne olyan talaj, amelyben a fagy hullámzás relatív deformációja efh ³ 0,01. Ezt a mutatót a képlet határozza meg

ahol h0f - a fagyasztott talaj magassága, cm; h0 - az olvadt talaj kezdeti magassága a fagyás előtt, lásd

A fagyasztott talaj egy négykomponensű rendszer, és a fizikai állapotának megítéléséhez négy fő jellemzőt határoztak meg kísérletesen:

- fagyott talaj sűrűsége rf zavartalan szerkezet, egyenlő a minta tömegének arányával qq, fagyasztott állapotban, az V. térfogatáraq:

- a talajrészecskék sűrűsége rs, amelyet egy piknométer segítségével határoztak meg az olvasztott talajokra vonatkozóan;

- a fagyasztott talaj összsúlya, a talajban lévő víz és jég tartalmától függően. Ez egyenlő a talajban lévő összes típusú víz tömegaránnyal, 105 ° C-os hőmérsékleten történő elpárologtatásával a szilárd részecskék tömegére;

- a fagymentes víz mennyisége (súlytartalma) ww a talaj természetes előfordulásának hőmérsékletén, a képlet szerint

ahol kw - a plaszticitás számától és talajhőmérséklettől függő együttható, wp - a talaj nedvessége a gördülés határán.

A talaj négy fő jellemzőjének ismeretef, rs, és ww, Lehetőség van a számításokhoz szükséges jellemzők kiszámításához, mint a jeges zárvány miatt a fagyasztott talaj teljes jégtartalma és jégtartalma.

A fagyasztott talaj teljes jégtartalmát (a talajban lévő jég térfogatának és a fagyasztott talaj térfogatának arányát) a

és a talaj jégtartalma a látható jégkonzolok miatt ién - a képlet szerint

hol van a fagyasztott talaj teljes nedvességtartalma? rén - a jég sűrűsége, feltételezve, hogy 0,9 g / cm3-nek felel meg; rf - fagyasztott talaj sűrűsége, g / cm3; ww - a fagyasztott talaj nedvességtartalma a jégkockák között.

Tudva rf és megtalálja a csontváz sűrűségét a talajban

és a fagyasztott talaj arányát

ahol q a gravitáció gyorsulása.

A felolvasztott fagyasztott talajok tömörítési tesztjeinek adatai alapján megtaláljuk a jégkonzolokat tartalmazó talajminta süllyedési együtthatóját,

ahol hf és hfh - a minta magassága a fagyasztott és felengedett állapotban állandó nyomáson.

Több érték megtalálásath különböző külső nyomásoknál építsen egy grafikont (ábra.2.35). A grafikon függőségét a kifejezés írja le

ahol ath - a talajszondás együtthatója, d - a relatív összenyomhatósági tényező a felolvasztás során. Ezen tényezők ismeretében határozza meg az alapítvány tervezetét a talaj felengedésének folyamatában.

Ris.2.35. Függőség eth a külső nyomástól

A laza homok dinamikus ütés mellett éles lehúzást eredményez (ábra.2.36).

Ris.2.36. Tömörítési görbe a laza homoknál a vibráció alatt

KÉRDÉS 31. Fagyasztott és állandóan fagyasztott talajok. Építési módszerek rájuk

A fagyasztott és permafrost talajok hőmérsékletük és időtartamuk függvényében fagyasztott (felolvasztott), fagyasztott és állandóan fagyasztott is.

A fagyasztott talajokat negatív hőmérsékletnek nevezik, amelyben a pórusvíz egy része fagyott állapotban van (jégkristályok formájában). A fagyasztott talajok négykomponensű rendszerek, amelyekben a szilárd, folyékony és gáznemű fázisok mellett jég is van.

A Permafrostot három évig vagy annál régebben fagyasztott talajnak nevezik. A Permafrost talajok strukturálisan instabil talajokról beszélnek, mivel felengedésük során a természetes szerkezet megzavarása következtében alakul ki.

A felolvasztott talaj fagyasztása esetén megduzzadhat.

A geológiai, hidrogeológiai és éghajlati viszonyoktól függően az épületek építése a permafrost régiókban a következő módszerekkel történik.

1. Épületek építése a szokásos módon. Ezt a módszert akkor használják, ha az alap kőzet vagy félkő, amely nem rendelkezik jelentős jéggel vagy fagyasztott repedéssel. Itt a permafródnak nincs gyakorlati jelentősége.

Ha ezeknek a bázisoknak a mélysége legfeljebb 3 m, akkor az alapok megfelelnek a szokásosaknak; ha a mélység 3, 4 m - vasbeton oszlopos vagy bolyhos, és 4 m-nél nagyobb mélységben, a bolyhó behatolásával a zavarmentes szerkezet vastagságára fúrólyukak segítségével.

A megrepedt fagyasztott kőzetek felépítése során az alap szilárdságát fúrólyukak fúrásával és gőznyomás befecskendezésével növeli a jég felengedése és a talaj felmelegedése 50 ° C-ra, majd a nyomás alatt lévő repedésekbe azonnal cementáló habarcsot pumpálnak, amely megszilárdul a talaj hűtéséhez. Ugyanezt a módszert alkalmazzuk a talikokon történő konstrukcióban, ha a permafrost zárványok hiányában elegendő teljesítmény van.

2. Alapföldek megőrzése permafrost állapotban. Ezt a módszert alkalmazzuk a süllyedésre és más, gyenge jégtelített talajokra, amelyek legalább 15 m kapacitással rendelkeznek, stabil hőmérsékleti viszonyokkal.

Ha az épületet fűtötték, akkor a bázis megbízhatóan védve van a felolvasztástól, hideg földalatti magassággal, az épület szélességétől függően 0,5 és 1,0 m között (2. ábra).

Ábra. 2. A szellőztetett hideg alfejezetek megközelítő rendszerei: a - alacsony, b - magas, 1 - oszlopos vagy bolyhos alapok, 2 - vak terület, 3,4 - külső és belső falak, 5 - átfedés, 6 - alapgerenda (vagy grillage), 7 - szellőztető nyílás, 8 - szellőztető termékek, 9 csővezeték, 10 - tálca, 11 - tölcsér, 12 - szigetelés.

Az alagsorban lévő földalatti levegőztetéshez szellőzőnyílást rendeznek, hogy szabályozzák a levegő áramlását a szezontól függően. A föld alatti bevonatot a hőtechnikai számítás figyelembevételével végezzük.

3. A talaj alatti megolvadási hely. Ezt a módszert olyan talajokon alkalmazzák, amelyek nem merülnek fel jelentős mértékben a felolvasztás során. A talaj lassú és egyenletes felolvadásának biztosítása érdekében javasolt a minimális mélység (de nem kevésbé konstruktív) megtartása, ha az aktív réteg nem talajtakaróból áll, hanem az aktív talajréteg helyettesítésére is, ha a szikladarabokról van szó.

Ezzel a módszerrel biztosítja az épület teljes merevségét (folyamatos vasbetonövek, monolitikus varratok stb.

4. A talaj előszilárdulása és tömörítése a talajon. Ez a módszer a fűtött épületekre vonatkozik, amikor a felengedett talajok fagyasztott állapotának helyreállítása kizárt.

E módszerek bármelyikének megválasztása átfogó technikai és gazdasági elemzés eredménye.

Ipari épületek tervezésénél előnyben kell részesíteni, hogy egyetlen épületbe zárják őket. Leginkább ajánlatos nagyméretű épületeket építeni olyan berendezések polcázására, amelyek nem kapcsolódnak az épület keretéhez.

A zárt szerkezetekhez használt fényes anyagok réteges elemeit alkalmazták. Különös figyelmet fordítanak a szerkezetek légmentességére (az elemek ízületeire, a panelek ízületeire stb.).

Fagyott föld

A fagyasztott és permafrost talajok hőmérsékletük és időtartamuk függvényében fagyasztott (felolvasztott), fagyasztott és állandóan fagyasztott is.

A fagyasztott talajokat negatív hőmérsékletnek nevezik, amelyben a pórusvíz egy része fagyott állapotban van (jégkristályok formájában). A fagyasztott talajok négykomponensű rendszerek, amelyekben a szilárd, folyékony és gáznemű fázisok mellett jég is van.

Ha a nem sós víz 0 ° C-ra fagy, a talaj ezen a hőmérsékleten csak akkor fagyódik le, ha tartalmaznak szabad, nem sós vizet, mivel a kötött víz vékony filmek formájában és a sós víz fagyja alacsonyabb hőmérsékleten.

A Permafrostot három évig vagy annál régebben fagyasztott talajnak nevezik. A Permafrost talajok strukturálisan instabil talajokról beszélnek, mivel felengedésük során a természetes szerkezet megzavarása következtében alakul ki.

A felolvasztott talaj fagyasztása esetén megduzzadhat.

A talaj felszíni rétege, amely télen lefagy és nyáron olvad, az aktív réteg vagy a szezonális fagyás és felolvasztás rétegének nevezik, mivel intenzív folyamatokon esik át, amelyek a talaj befagyasztásához és felolvadásához kapcsolódnak.

Ha megfigyel egy agyagos talajból (BI Dalmatov, 1988) származó mintát, amely egy fagyasztóba kerül, akkor a hőmérséklet változásával a kapott görbe négy részből áll (1.

Az első ab szakasz a hõmérséklet csökkenésével egyezik meg a pórusvíz túlhûtésével. A második bc szakasz a talaj hőmérsékletének hirtelen emelkedését jelzi, amely a talajminta vízének egy részének kristályosításához kapcsolódik, amely megfelel a fagyás kezdetének. A cd harmadik szakasza párhuzamos a t idő tengelyével, ami a legtöbb víz jégre való átmenetét jelzi. De negyedik szakaszában fokozatosan csökken a már fagyasztott font hőmérséklete, azaz ebben az időszakban a víz lefagy, nem fagyasztva a T értékére.

Az anyag összetételétől és a hőmérséklet-páratartalomtól függően a fagyasztott frakciókat keményfagyasztott, műanyagmentes folyású és laza fagyasztva oszlik el.

Ábra. 1. A font fagyasztásának folyamata időben (BI Dalmatov, 1988)

A viszonylag törékeny töréssel jellemezhető talaj és a terhelés alatt lévő praktikus tömöríthetetlenség a kemény sziklák közé tartozik. A struktúrákból származó terhelések hatására ezek a fontok gyakorlatilag nem tömörenek (E> 100 MPa alakváltozási modulus), mivel jéggel vannak megkötve.

Durva szemcsés talajok teljes nedvességtartalommal ωcsöppség > 0,03, valamint homokos és agyagos, ha azok hőmérséklete alacsonyabb, mint a táblázatban megadott értékek. 1, amelyben a talaj a műanyagból keményfagyasztott állapotba kerül.

A talaj műanyagról szilárd állapotra való átmenetének hőmérséklete

Homok: durva és közepes finomság és iszap

A jéggel cementált talajok, amelyek viszkózus tulajdonságokkal rendelkeznek, és amelyeket a terhelés alatt történő összenyomhatóság jellemez, műanyag fagyasztva vannak. Ezek közé tartoznak a homokos és az agyagos talajok, amelyek hőmérséklete magasabb a táblázatban. 1. A megfelelő tömöríthetőség jellemzi őket (E 3.

NA Tsytovich (1973) szerint a fagyott talajok jégtartalma szerint három kategóriába sorolhatók: erős jeges, enyhén jeges és jeges.

Erősen jeges (több mint 50% -os jégtartalom) magában foglalja a gőzöket és az agyagokat, amelyek felolvasztásukkor folyékony, folyékony vagy műanyag állapotba fordulnak. A nagyon jeges talajok alacsony teherbírással rendelkeznek a felengedett állapotban és a nagy összenyomhatóságban.

Az alacsony jég (kevesebb, mint 25% jégtartalom) a gyomok és az agyagok általában tűzálló vagy félszilárd textúrát kapnak, és alacsony összenyomhatósággal rendelkeznek.

Icy (jégtakaró 25-50%) talajok közbenső tulajdonságai a két fent említett kategória között. Az ωω fagyasztott talajban levő, nem kísérleti adatokkal rendelkező, fel nem hűtött víz mennyiségét megközelítőleg a SniPa képlet határozza meg:

hol lehetω - a Jp plaszticitási számtól és a talaj hőmérsékletétől függő együttható (5.9. táblázat);

ωp - a talaj nedvessége a határhengerlésnél.

Kω értékeket

Talaj hőmérséklete, ° С

* Megjegyzés. A talaj pórusaiban lévő összes víz nem fagy.

A fagyasztott talajokat, mint az agyagokat, nemcsak az anyagösszetétel, hanem egy bizonyos struktúra is jellemzi. méret, alak, a komponensek térbeli beillesztésének jellege. A fagyasztott talajok esetében a következő alapvető textúrák különböztethetők meg: folyamatos, réteges és cellás.

A szilárd (masszív) textúrát (2. ábra, a) a szabad szemmel (lencsék, közbenső rétegek stb.) Látható jég testek hiánya jellemzi a talajban. A folyamatos textúrájú talajok fagyasztott állapotban általában nagy szilárdságúak, és felengedve erősségeik kisebb mértékben csökkennek, mint a réteges vagy cellás textúrájú talajok.

Ábra. 2. A fagyasztott talajok főbb fajtái: a - szilárd (masszív); b - rétegezett; sejtes (háló)

A réteges textúra (lásd a 2. és b. Ábrát) akkor jelentkezik, amikor a túlnyomórészt agyagos talajok egyoldalú, lassú fagyasztása magas páratartalmú. A réteges textúrájú talajok elég nagy szilárdsággal rendelkeznek, de leolvasztásukkor erőteljes teljesítményük csökken.

A sejtes (hálós) textúra (2. ábra, c) akkor következik be, ha különböző méretű, alakú és irányú jégkockák többé-kevésbé folytonos hálót vagy rácsot képeznek.

A fagyasztott talaj mechanikai tulajdonságai közül a fagyasztott talaj felmelegedés és a kompresszióval szembeni ellenállás (σсж) relatív összenyomásának értéke a legnagyobb jelentőségű.

A relatív tömörítést úgy határozzák meg, hogy a talajt egy kompressziós berendezésben vizsgálják, és a képlet szerint

ahol hƒ és hth - a minta magassága fagyasztott és felengedett állapotban állandó nyomáson.

A mechanikai tulajdonságok értékelése során a sóoldat fagyasztott talajok számított préselési ellenállását (σсж) a táblázatból vettük. 3, és a zavartalan szerkezet fagyott talajának tapadását (c) a táblázatban adjuk meg. 4.

Számított ellenállás a sós fagyasztott talaj sűrítésével szemben σSJ> MPa

Talaj hőmérséklete, ° С

Homok: finom és közepes iszap

0,05 0,10 0,30 0,50 0,10 0,20 0,50 0,75

0,60 0,30 - - 0,80 0,40 - -

1,30 0,50 0,25 0,15 1,20 0,80 0,40 -

1,60 0,90 0,55 0,20 1,40 1,10 0,60 0,35

1,80 1,30 0,65 0,30 1,0 1,40 0,80 0,45

A fékezett talaj tapadása a zavartalan szerkezet pillanatnyi sm és hosszútávú terhelés hatásával, MPa

Talaj hőmérséklete, - ° С

A tengelykapcsoló mérete mikor

Agyagszalag sűrű

A permafrost talaj alapjai

Két módszer van a permafrost talaj alapozására. Az első módszer alkalmazható olyan területeken, ahol a talaj permafrost állapotú, és a létesítmények nem sok helyet foglalnak el, hanem hőt termelnek az előírt mennyiségben. Ezt a módszert a huszadik század 20. évében állították elő. Segítségével egész városokat építettek, de most egyetemes, általánosan elfogadott, mivel a fagyasztott talajok építési tulajdonságait a lehető legjobban használják.

Ábra: Szellőztetett földalatti földszint

A módszer lényege, hogy a permafrost talaj alapjait az aktív rétegen átvágják, és körülbelül egy méterrel vízbe merülnek a permafrost talaj rétegében. A földszint és a talaj felszínén felemelt föld között levegőnyílások vannak elrendezve, és a nem szennyeződő talaj az alap oldalfelületéről töltődik.

A termékek olyan nyílások, amelyek az épület peremén helyezkednek el, feladata a hideg levegő beadása, amelyet az 1. emeleten lévő helyiségek hővezetékei hajtanak végre.

Az épületek megfigyelésének eredménye, amelynek alapjait az első módszer szerint építették fel, az alapelv szerint megállapítható, hogy a permafrost határai az idő alatt áthaladnak az épület alatt. Ez a folyamat hozzájárul ahhoz, hogy az épület még stabilabbá válik. Annak érdekében, hogy tovább csökkentse az épület termikus kibocsátásának hatását a permafrost talajokra, az épületeket oszlopos és oszlopos alapokon állítják fel.

A második módszer lényege, a fagyasztott talajok építésének alapelve, hogy a talaj felengedése megengedett az épület alatt. Ezt az elvet konstruktív és előmelegítési módszerrel valósítják meg.

A konstruktív módszer magában foglalja az alapítvány és a struktúra kialakítását a felolvasztó talaj alapjainak egyenetlen elrendezéséhez. Ezt a módszert akkor alkalmazzák, ha a permafrostréteg hőmérséklete 0 ° C. És a felolvasztás idején is, amikor a talaj alacsony süllyedéssá válik (homokos, kavicsos vagy kavicsos talajok).

Ebben az esetben az épület alatt az idő múlásával a hőáramlások hatására a permafrostban kialakul a leolvasztó tál. Ez a felolvasztó tálca évtizedekig alakult. Ennek eredményeképpen az épület egyenetlenül helyezkedik el, és ez nagy valószínűséggel deformálódást okozhat repedésekkel az épületben.

Annak érdekében, hogy a második módszerrel kialakított permafrost talajok alapjait ne lehessen ülepedni, meg kell növelni a felszín alatti szerkezetek merevségét. Például az épület kerületén lévő padlók szintjén olyan fémszalagot vagy merevségű öveket kell elhelyezni, amelyek észrevehetik a falszerkezetek egyenetlen alakváltozását.

A permafrost talajon alkalmazott cölöpök közé tartoznak az előre fúrt kutakban elhelyezett és földi oldattal töltött cölöpök, a korábban felolvasztott lyukakban elhelyezett cölöpök, valamint a lyukakba (bu-sabivnyh) vagy anélkül előzetes talajelőkészítés.

A permafrost talajokon fa, vasbeton és fém cölöpök használhatók. A terhek átvitelének feltételei között a cölöpöket lógó (földbe fagyasztva) és cölöp-oszlopokra oszlik. A cölöp hossza 6 és 15 m között van.

Cölöp tervek. Az 1.011.3M sorozatú vasbeton cölöpöket olyan területeken használják, ahol a kemény sziklaföldek mínusz 0,3 ° C alatt vannak. A sorozat cölöpökét 10 és 150 tonnás teherbírásra tervezték.

Az 1.011-1 sorozathoz tartozó, további megerősítéssel ellátott cölöpök, figyelembe véve a fagyhegyezés erőfeszítéseit, alkalmazhatók azokon a területeken, ahol a permafrost talajok műanyag-fagyasztott állapotban vannak, ilyen cölöpöket vezetés vagy fúrásként használnak.

A diszpergált szerkezetekhez olyan fémes cölöpöket ajánlunk, amelyek meghozzák azokat az intézkedéseket, amelyek megvédik őket az agresszív felszíni felszín alatti vizektől.

A cölöp keresztmetszetének alakja négyzet alakú, téglalap alakú, oktaéderes, hegyes és nem hegyes alsó véggel.

A fűtött talajon nyolc legömbölyödött kerek cseppek a leghatékonyabban működnek a fagyasztott talajon, mivel azonos keresztmetszettel lehet csökkenteni a lyuk átmérőjét és egyidejűleg növelni a cölöpök teherbírását.

A terhelések méretétől és irányától függően vertikális, ferde és támaszkodó cölöpöket használnak.

Rosterki a cölöpökön, tanácsos csapatokat szervezni. Az ilyen rostélyok elrendezése és az előregyártott födémek felállítása a szellőztetett földfelszín fölött nem igényelnek hőmérsékleti csatlakozókat, ami csökkenti a munka költségét. A talaj és a grillezés alja közötti magasságnak biztosítania kell a föld alatti szellőzést.

Az alapítványok fagyasztott állapotának megőrzésének elvén alapuló bolyhos alapozások esetében az építési időszakban a hőmérsékleti kutak fúrása szükséges a cölöpök fagyasztásának megfigyeléséhez a talajjal.

4. ábra: Cölöpök bemerítése a permafrost talajba / - halom 2 - permafrost felső határ 3 - talajoldat 4 - kútfal, 5 - a felolvasztási permafrost talaj határértéke

A permafrost talajban történő felhalmozódás módszerei különböző technológiai jellemzők, a fagyasztott talajok fizikai-mechanikai tulajdonságai miatt, amelyek zavartalan állapotban nagy teherbírással rendelkeznek. Ezért ilyen körülmények között a bolyhos munkák során a lehető legnagyobb mértékben meg kell őrizni a fagyasztott talajokat, és azokon a területeken, ahol a talaj szerkezetét zavarta a cölöpök süllyedése, ezeknek a talajoknak a tulajdonságait vissza kell állítani. A cölöpök fagyasztása, más szóval a talaj felszínének fagyasztása azt eredményezi, hogy a cölöpök nagy teherbírással rendelkeznek. Ezt a jelenséget hatékonyan lehet felhasználni, amikor a cölöpöket keményszikony talajba dugják, feltételesen az alacsony hőmérsékletnek tulajdoníthatók. Ezekben a talajokban az átlagos évi hőmérséklet az 5. 10 m mélységben nem magasabb, mint -0,6 ° C a homokos gócok esetében, -1 ° C a gallyaknál és -1,5 ° C az agyagok esetében.

A cölöpök szilárd talajban merülnek fel, elsősorban két módszerrel: felengedett talajban vagy fúrt kutakban, amelyek átmérője meghaladja a legnagyobb keresztmetszetű bolyhos méretet. Amikor a cölöpök a felengedett talajba merülnek, először felengednek, majd a cölöpök a fagyott talajban képződött cseppfolyósított talaj üregébe merülnek. A talajt egy gőztűvel leolvasztják, az alsó végénél lyukasztva (). A tű csúcsát elhagyó gőz (0,4 MPa nyomás) hatására a talajt folyékony állapotúra hígítjuk, és a tűt a tervezési mélységbe merítjük.

Kis mennyiségű jégen lévő talajban a kívánt méretű üreg rövid idő alatt (1,3 óra) és nagyfokú telítettségű jéggel rendelkező talajok esetén ez a folyamat 6,8 óra alatt megy végbe. A tű bemerítési sebességét úgy határozzák meg, hogy az átmérő olvadt legyen 2. üreg. A keresztmetszet legnagyobb bálamérete 3-szorosa. A merülés után valamikor a fagyás következik be, és a halom, amint az a permafrost rétegbe van ágyazva, megszerzi a szükséges teherbíró képességet.

A bolyhos fúrt kutakba merítésének módja a következő folyamatok és műveletek sorrendjét biztosítja: egy kút fúrását egy homok- kavicsos vagy salakágyon elhelyezett telepítés segítségével, amely lehetővé teszi a berendezések gyengén mozgatását. helyi talajok, az aktív rétegbe való merítéssel annak elkerülése érdekében, hogy a talaj kúszik a kút burkolatába; töltsük meg a kút homok-agyag oldatát olyan pontig, amelynél az oldat bizonyos felesleggel rendelkező mennyisége elegendő ahhoz, hogy a lyukak és a halom falai között a víz alá merüljön; a cölöp bemerítése, az oldat összenyomásával; burkolatkivonás

Mielőtt megkezdi a munkát a grillágon, a megoldásnak be kell fagyasztania, vagyis a bolyhosnak be kell fagyasztania. Ez a módszer, amelyet téli körülmények között használnak, amikor az aktív réteg fagyott állapotban van, lehetővé teszi a burkolat elhagyását.

A bolyhos munkák során a permafrost talajon nagyon hatásos a fúrni egy kút csöves burkolókkal, amelyek csupasz búvárberendezések cserélhető munkadarabjai. A csőszerű fúró speciális csúcsmal rendelkezik, és vibrációs kalapáccsal együtt dolgozik; A mag elkülönítése a talajból, a csőszerű fúró átmegy az aktív rétegen, és a kívánt mélységig a permafrasztvastagság alatt süllyed. A cső és a fúrólyuk falai között hézag alakulhat ki, amely megkönnyíti a csőszerű fúrás süllyesztését, még akkor is, ha az aktív réteg talajába beáramlik.

A műanyag-fagyasztott, magas hőmérsékletű (átlagos évi hőmérséklet nem alacsonyabb, mint -1 ° C), a talaj a bolyhos merül fel a vezetési vagy borozabivny módszer. A kiolvasztott talajba és a nagyobb cölöpök keresztmetszeténél nagyobb szakaszokon lévő mélyedésekbe történő bemerülési módok nem alkalmasak magas hőmérsékletű talajok esetén, mert a halom fagyasztása nagyon lassú. A cölöpöket műanyaggal fagyasztott szelíd vályogba és homokos talajba lehet vezetni, amely nem tartalmaz zárványt, és csak a szezonális felolvasztás idején, mint télen, az aktív réteg talaját -10 ° C-ra hűtik és megkeményedik. Ezért a polgári módszer területe sokkal szélesebb.

A szántás módszerével a cölöpök két szakaszba merülnek. Az első szakaszban egy fúrólyuk van fúrva, amelynek átmérője 1,,2 cm-rel kevesebb, mint a halom oldalán. A második szakaszban a bolyhó egy vibrációs kalapács vagy dízel kalapács segítségével merül. Ebben az esetben a talajt a halom sarkából a falak közepére nyomják. A talaj megolvad a hőenergia rovására, mechanikusan átalakítva, kalapáccsal fejlesztve, és részlegesen. a talajt a kútból préseljük. Elég, hogy egy vékony talajréteg felolvadjon - és a bolyhos szomszédos zónában a hőmérséklet nagyon kicsi lesz, a bolyhos fagyasztásának folyamata rövid idő alatt megtörténik. A vezető lyukak használata növeli a bolyhos berendezés pontosságát, biztosítva a merülést a tervezett mélységben, hogy megszüntesse a bolyhok meghibásodásának eseteit, ha a sziklák csúcsa érinti stb.

A permafrost talajba való merülés módszereit a vasbeton cölöpök merítésénél használják, néha fémfűrészek merítéséhez, valamint fából készült cölöpökhöz. A gyártás során keletkező fahordókat kreozot vagy más antiszeptikus anyaggal kell impregnálni a változó páratartalmú területek rothadásának megelőzésére.

Permafrost talajok

A Permafrost talajok széles körben elterjedtek, és elsősorban olyan kriolithozon területeken találhatók meg, amelyekben a negatív hőmérsékletek bizonyos fokig évről évre megmaradnak. Vannak olyan zónák a földkéregben, ahol bizonyos mélységben a negatív hőmérsékletek évről évre megmaradnak. Ez a jelenség (úgynevezett permafrost). A P.F. Shvetsov, az ilyen zónákat krílithozonnak hívták. A permafrost jelenség tanítása permafrostnak nevezik (nemrég geokriológia). A Permafrost tanulmányozza mind a permafrost, mind a szezonális permafrost jelenségét, amely a szezon és az éghajlati viszonyok függvényében eltűnik.

Ábra-1. A permafrost eloszlását az Orosz Föderációban

A Permafrost széles körben elterjedt. A Szovjetunió területének csaknem 50% -a és az egész földgömb területének csaknem 24% -a tartozik a kriolithozonhoz. A kriolithozon helyzete többek között a földgömb asztronómiai helyzetétől függ.

Ábra-2. Permafrost spread

1-zóna, ahol nincs permafrost talaj; 2-3 átmeneti zóna; A permafrost talaj 4 zónája

A Szovjetunióban a permafrost zóna közelítő határai láthatók a térképen (lásd az 1. ábrát és a 2. ábrát). A kriolithozonon kívül elsősorban a mélybarlangokban és a nagy magasságú területeken (Alatau, Pamir, Ural, Caucasus) található permafrost-kőzetek találhatók.

Ábra-3. Permafrost előfordulási minták:

a-egyesülő permafrost; b-egyesülő permafrost vándorlással; in-undrainable permafrost.

Ha a kéregréteg metszetét a permafrost segítségével vesszük figyelembe, akkor kétféle kőzet előfordulását találjuk, amelyeknek stabil negatív hőmérséklete van. A talaj felső rétege nyáron olvad és télen lefagy, a szezonálisan változó pozitív és negatív hõmérsékletek rétege (rizs-3, D réteg) aktív rétegnek nevezik, az aktív réteg vastagsága az éghajlati viszonyoktól, a kõzetek petrográfiai és ásványtani összetételétõl, valamint a növényi borítás természetétõl függ. Az I.V. Popov, az aktív réteg erejét az 1. táblázatban megadott értékek jellemzik.

Táblázat-1. Az aktív réteg kapacitásának átlagértékei az Orosz Föderáció területén.

Az aktív réteg alatt az évelő negatív hőmérsékletű réteg (3. ábra, M réteg) A permafrost réteg vastagsága nagyon nagy határok között változik, 6,0 és 1000,0 m közötti értékek között. Az I.V. Popova, a permafrost vastagsága az északi féltekén: m:

Western Svalbard (néhány helyen) több mint 240;
A Yukon folyó (Alaszka) átlagos áramlása több mint 120;
Eldorado folyó (Yukon) több mint 61;
Fort Churchill (Hudson-öböl) több mint 38;
A Mackenzie és Liard folyók összefolyása több mint 11,6;
Port Nelson (Hudson-öböl) több mint 10;
A Hois-folyó (Hudson's Bay) szája több mint 6;

Ismert kísérlet ásni egy kútot Yakutsk városában. A kút elérte a 116 m mélységet, de nem jött ki a fagyott rétegből, a konstans pozitív hőmérsékletű rétegek a permafrostréteg alá esnek (3. ábra, T réteg) Mivel a nyári és a téli üzemmódok évről évre eltérőek A Dmax és D min közötti különbségnek megfelelő réteg nevezhető a lehetséges permafrost migráció rétegének (P réteg).

Elhelyezkedése aktív zónák és fagyasztott rétegek a 3. ábrán látható, a és b, az úgynevezett egyesülő permafrost télen, mert mindkét zóna kerülnek összevonásra egyetlen zónába negatív temperatur.V egyes esetekben az aktív réteg lehet permafrost réteg T állandó pozitív hőmérsékleti (3. ábra, c). Az ilyen réteget taliknek nevezik, és a permafrost nem folyik. Megfigyelhető, hogy egyes zónákban a felolvasztott és a fagyott rétegek váltakozása következik be, az ilyen permafrostot rétegzettnek nevezik.

SNP II-18-76, a felületi réteg a talaj olyan területeken, ahol a permafrost kitéve szezonális fagyasztás és felolvasztás, fagyasztás keresztül -ottaivayuschy szezonálisan úgynevezett nyári, fagyasztás a téli, de anélkül, egyesült egy réteg fagyott talaj; szezonálisan-olvadás-kiolvadási télen és nyáron egészen a teljes pergamiddal való egyesülésig. A talajrétegeket ún. Érkezőknek hívják, fagyasztják télen, és nem olvadnak ki egy-két évig. Hidegebb területeken a permafrost-kőzeteket hatalmas területeken széles körben elterjedt, folyamatos fedések biztosítják.

Az ilyen eseményt permafrostnak nevezik. A melegebb régiókban a permafrost folyamatos lemezekben vannak olyan területek, amelyek nem tartalmaznak permafrostot. Az ilyen permafrasztot nem folytonosnak nevezik, a még melegebb régiókban a permafrostot tartalmazó területek csak a permafrostot nem tartalmazó terek között találhatók, ezeknél az esetekben a permafrasztot elszigeteltnek nevezik.

Jellemzése permafrost változó cryolithozone szükséges jelezni előfordulása permafrost szekcionált (konfluens, nem üríthető, laminált), és tekintve, hogy stretch (folyamatos, szakaszos, Island).Fit közötti arány az aktív réteg és a permafrost nem állandó. Az éghajlati viszonyoktól függően halmozódás vagy hőveszteség fordulhat elő minden permafrost zónában. Ilyen esetekben a permafrost kezdetéről vagy visszavonásáról beszélnek, a légkör hõfeltételein kívül más tényezõk is befolyásolják a permafrost-rendszert: hó vagy fû jelenléte és a Föld felszínének kitettsége; az aktív réteg sziklájának összetétele; a tőzegterületek jelenléte a felső rétegben.

Mindezek a tényezők befolyásolják a hővezető képessége az aktív réteg és ezáltal a átadott hőmennyiség a fagyasztott réteget vagy levonják a értéke a negatív hőmérséklet nego.Absolyutnaya Permafrost alacsony, és értéke 0 és 8 ° S.Temperatura alatt -8 ° C ritkán figyelhető. A kriolithozon minden egyes régiójában saját átlaghőmérséklet alakul ki. Leggyakrabban olyan régiók, amelyek negatív hőmérséklete a permafrost -1 -3 ° és -3 -5 ° C között van.

A permafrost talajok összesített állapota

Land permafrost lehet hajtani, mint egy szikla, és neskalnymi porodami.Ohlazhdennye folyamatosan negatív hőmérséklet sziklák, miközben kis változás tulajdonságaikat és harakteristiki.Tolko olyan esetekben, amikor a fagyasztva összetört elkülönítve is repedések tele vízzel, a fagyos víz kitágul repedések és megnöveli a szikla repedését, ezt a körülményt a fagyasztott kőzetek területén mérnöki és földtani vizsgálatokban kell azonosítani és figyelembe venni. A permafrost zónákban lévő alapkőzeteket mindenféle durva szemcsés, homokos és agyagos talaj képviseli.

A durva szemcsés és homokos kőzetek, amelyek a felszín alatti vizeken kívül helyezkednek el, nem változtatják meg tulajdonságukat a fagyás és a felolvasztás során. Ezt nevezik a fagy suhoy.V jelentős része régiók permafrostból hajtogatott vízzel telített iszap, homokos vályog, vályog és így van dalee.Chasto részek hajtogatott torfami.Pri átmenet fagyasztott állapotban ilyen kőzetek cementált jég és kőzet porod.Pri megszerezni jellegű ez az ellenállása nyomásra jön legfeljebb 1,0 MPa és 0,5-1,5 MPa-ig terjedő süllyesztés A permafrost sziklás talajok nevei azonosak a nem fagyasztott is, az ásványi összetételük, a genezisük és a szerkezetük függvényében.

Cím neskalnyh permafrost talaj összhangban hozott tulajdonságokkal, hogy azok megszerezzék e után hozzáadott ottaivaniya.Pri szó pylevatye.Merzlye primerek eltérően nemerlyh fagyasztott agyagos talajok tartalmazó részecskék 0,05-0,005 mm mennyiségben több mint 50% a hagyományos neve Állapotjuk szerint keményfagyasztott, műanyag-fagyasztott és laza fagyasztva vannak felosztva. Jéggel erősen szilárdított talajok, amelyeket viszonylag törékeny törés jellemez, és az épületek és szerkezetek terhelése alatt a kompresszívitási tényezőnek megfelelő, tömöríthetőségi tényező a kemény szikla.

Kruapnoprazlochnye, homokos és agyagos talajok nehéz földre, ha a hőmérséklet alacsonyabb, mint a t értékét, amely jellemzi a talaj átalakítását a műanyagból a keményfagyasztott állapotba és egyenlő, ° С:
Durva talajokhoz - 0 ° C;
Nagy és közepes méretű homoknál -0,1 ° C;
Finom és poros homoknál -0,3 ° C;
Homokos gallyakhoz -0,6 ° C;
Lángokban -1 ° C;
1,5 ° C-os agyaghoz

Primerek fokú zatorfovannosti q ≤ 0,25 vannak tverdomerzlym, ha a hőmérséklet-t ™ ztf alacsonyabb értékeket (Kq + T ™), ahol K a hőmérséklet-korrekciót, rendre: a homokos talajok elegyített növényi maradványok és zatorfovannyh -minus 10 ° C agyagos talaj elegyített növényi maradványok és zatorfovannyh -minus 5 ° C; fokú zatorfovannosti értéke q határozzuk meg az arány a tömege növényi maradványok a talajban szárított t = 105 ° C, hogy a súlya a ásványi sejtmagban.

Azáltal plastichnomerzlym van összeragasztva talajok jéggel, de mivel a viszkózus tulajdonságait összenyomhatóság és azzal jellemezve terhelés alatt Az épület (a> 10 -8 Pa -¹. Ahhoz plastichnomerzlym közé tartozik a homok és agyag talajok mértékű kitöltés térfogatának a talaj pórusvíz jég és a fagyasztandó G ≥ 0, 8, ha hőmérsékletük a talaj fagyásának kezdetétől a t ™ értékig terjedő hőmérséklet, valamint az összes olyan talaj esetében, ahol a q> 0,25 mértékű eltemetés mértéke a homok és agyagos talajok állapota G

Permafrost talajtulajdonságok

A permafrost talajok általános jellemzői (VMG). Az Orosz Föderáció területének nagy részét (majdnem az egész északi zónát) a VMG foglalja el. A Permafrostot olyan negatív vagy nulla hőmérsékletű talajnak nevezik, amely összetételében tartalmaz jeget, és évek óta (három év alatt) fagyott állapotban van.

A VMG folyamatos vagy szigeti eloszlással rendelkezik. Délről észak felé haladva az EMG réteg vastagsága nőtt, ami több száz métert ér el az Extreme North régiójában. A sziget déli régióiban a VMG 20... 50 m rétegvastagságú elterjedt előfordulása, északon pedig a VMG foltos előfordulása. Sok itt talik van, azaz olyan helyek, ahol nincs EMG réteg. Nagy földrajzi szélességben a VMG folyamatosan előfordul, amelynek rétegvastagsága általában több mint 100 m. Ezen a téren a VMG teljes mélységében a talikok csak nagy folyók és tavak alatt fordulnak elő.

A talaj felszíni rétege szezonális felolvadásnak (fagyasztásnak) van kitéve több tíz centimétertől több méterig. Ezt a réteget szezonálisan felolvasztják (aktív), ha télen lefagy, amíg teljesen összefolyik az UMH-val és szezonálisan lefagy, ha ilyen fagyás nem következik be. A VMG-k sima, réteges és cellás (hálós) fagyos (kriogén) textúrájúak lehetnek. A VMG-ben néha nagyon nagy a jég bejutása lencsék és rétegek formájában, amelyek több méter vastagok vagy ékek formájában vannak.

Mivel természetes állapotban van, a VMG-k szilárdan áteresztő, műanyagfagyasztott vagy laza fagyasztott állapotban lehetnek. A kemény felületeket szilárdan a jég szilárdítja. Viszonylag gyors erőkifejtés alkalmazásával törékeny pusztulás következik be. A szerkezetek terhelésének hatására ezek a talajok gyakorlatilag nem tömörítik. A műanyag fagyasztott talajokat jéggel cementálják, de viszkozitásuk van. Ezek jellemzik a kellően nagy összenyomhatóságot. Az ömlesztett talajok olyan talajok, amelyek negatív hőmérsékleten vannak, de nem jégesítettek. Ezek közé tartoznak a durva, kavicsos és homokos talajok, amelyek teljes nedvességtartalma kisebb, mint 0,03.

A talajban lévő jég tartalma meghatározza annak jégtartalmát, vagyis a jég térfogatának arányát a talajban a teljes térfogatához viszonyítva. A VMG, amelynek homályossága meghaladja a 0,4-et, erősen jegesnek tekinthető. Viszkózus tulajdonságaik vannak, amikor felengedettek, jelentős gravírozások is előfordulhatnak saját gravitációjuk hatására.

A 10 m mélységű hőmérséklet szerint a VMG-t alacsony hőmérsékleten (2-1,5 ° C alatt) és magas hőmérsékleten (0-tól -1,5 ° C-ig) osztjuk fel. Az összes egyezmény szerint ez a felosztás rendkívül fontos, mivel az alacsony hőmérsékletű talajokon az épületek és a szerkezetek építése és működtetése az I. elv szerint történik, vagyis az alapozó talajt megfagyasztják.

A magas hőmérsékletű talajokon az I alapú épületek és szerkezetek építése és működtetése általában további olyan intézkedések alkalmazásával történik, amelyek csökkentik a talaj hőmérsékletét vagy megóvják az emelkedéstől. Ezeken a talajokon ésszerűbb az épületek és szerkezetek építése és működtetése a II. Elv szerint, azaz a fagyasztott talaj felolvasztásával és a felengedett állapotban tartásával. Amikor kiválasztunk egy építési elvet kell figyelembe venni állandóan fagyott talaj állapotának az építkezés, mint a legtöbb része a terjedését MEG, hogy a mélysége 3... 4 m, és gyakran akár 7... 8 m, talaj hőmérséklete, így drasztikusan megváltozott az év folyamán, mozognak képlékenyen - kemény fagyban fagyva, magas hőmérsékletről alacsony hőmérsékletre és hátra.

Hatása alatt a hőmérséklet-ingadozások az ágyban VMG hatására komplex kriogén folyamatok és jelenségek :. Frost roskadoznak a talaj képződése fagy repedés, kúszás talaj lejtőkön (solifluction), felszíni földcsuszamlások naledoobrazovaniya, Thermokarst lehívás, stb Sok ilyen folyamatok játszódnak le egyszerre és gyakran merül fel az ilyen típusú ökoszisztémákra jellemző instabil természeti egyensúly emberi zavara. Például az erdőirtás, a terület lecsapolása, a hó visszatartás, a tőzegtálak és más hasonló tevékenységek a permafrost gyengülését eredményezik, és bizonyos területeken a teljes lebomláshoz.

Ha a földalatti jég sekély előfordulása megjelenik, a termokarstok jelennek meg, a tó nem jelenik meg. Gyakran termokarszájú árkok alakulnak ki egy traktus nyomvonalán, amely katonákkal elpusztította a moha fedelét. A vegetáció helyreállítása a VMG zónában rendkívül lassú, ezért az ilyen területeken történő tervezés és kivitelezés során különleges környezeti megoldásokat kell biztosítani.

A talaj állapota a fejlődés idején. A hőmérsékleti tényező szerint a permafrost réteg mélysége két zónát különböztet meg (5.1. Ábra): felhalmozódás (felhalmozási réteg), melyet a szezonális ingadozások jeleznek, legfeljebb 15... 20 m vastagsággal; nullás éves amplitúdók állandó hőmérsékleten változatlanok az év során (passzív kriolithogén réteg).

Ábra. 5.1. Hőmérsékleteloszlás az összefonódó aktív réteg és a VMG réteg között

A talaj felszínének hőmérséklete az A pontban egy pozitív kültéri hőmérsékletnek felel meg. A pont helyzete határozza meg a H aktív réteg legnagyobb vastagságát0. Az NE szakaszon a talaj negatív hõmérséklete nullára növekszik. A talajréteg, amelyben a negatív hőmérséklet folyamatosan változik az év során, az aktív kriolithogenezis rétegének nevezzük. Az aktív réteg alsó határától kezdődik és 10... 15 m mélységig folytatódik, amelyen a VMG negatív hőmérséklete nem változik az év során. Az alábbiakban az EMG réteg, ahol állandó negatív hőmérsékletet tartanak fenn - ez egy passzív kriolithogenezis réteg (DM terület).

A VMG hőmérséklete alatt megértjük a passzív kriolithogén T-réteg hőmérsékletét0. Ennek a rétegnek a mélységét a terület földrajzi szélessége határozza meg. Körülbelül T-nek tekinthető0 kevesebb, mint az átlagos évi léghőmérséklet a 5,8 ° C-os területen. A szezonális felolvasztási rétegek és az aktív kriolithogenezis kombinációját egyesítő víz fázisátmenetek zónáját a talaj felhalmozási rétegének nevezik. A VMG magában foglalja az aktív és passzív kriolithogenezis rétegeit. A D pont alatt a talajhőmérséklet a mögöttes rétegek hő hatására emelkedik.

A téli időszakban a VMG mélységében bekövetkező hőmérsékletváltozás megfelel az E, C és D pontokat összekötő vonalnak. Ebben az esetben az aktív talajréteg negatív hőmérséklete sokkal magasabb, mint az aktív kriolithogenezis rétegének hőmérséklete. A talaj erőssége ennek megfelelően változik, vagyis minél nagyobb a mélység, annál kisebb a VMG a téli szezonban. A VMG átlagos éves hőmérsékletének változását a P, C és D pontokat összekötő vonal jellemzi. Minél nagyobb a mélység, annál alacsonyabb az éves átlaghőmérséklet, amely bármilyen mélységben negatív értéket mutat.

A VMG ellenállásának megállapítása a földmunkagép munkagépeinél az év során minden mélységben meg kell határozni a hőmérsékletet. Az aktív rétegben a VMG hőmérséklete a téli időszakban 0,3 m-nél kisebb mélységbeng egyenlő a levegő hőmérsékletével:

Az aktív kriolithogenezis rétegében a talajhőmérséklet a

ahol k, m - dimenzió nélküli együtthatók az évtől és a VMG típusától függően; fagyasztott talajon, m = 4; A különböző hónapokra vonatkozó k együtthatót a következő képletek határozzák meg: