Запровадження.
Ю 1 З
2
3 2
4
5
Рис.2 Схема вертикального розтину мёрзлых товщ під час руху з півдня північ:
1-слой сезонного промерзання (протаивания); 2-современные сливающиеся; 3-современные несливающиеся толщи;4-древние сливающиеся і несливающиеся товщі.
Зокрема, кратковременномёрзлые і сезонномёрзлые товщі є зазвичай безперервні за вертикаллю верстви, верхня чия поверхня збігаються з денний поверхнею, а нижня поверхню перебуває в деякою небольшой(от сантиметрів до одиниць метрів) глибині.
Залегание многолетнемёрзлых товщ складніше. Їх верхня поверхню залягає в різних глибинах нижча від денної поверхні внаслідок процесів сезонного чи багаторічного протаивания. Многолетнемёрзлые товщі називаються «сливающимися», якщо їх верхня поверхню збігаються з нижньої поверхнею шару протаивания; якщо їх верхня поверхню перебувати глибше підошви шару сезонного протаивания чи промерзання ,вони називаються «несливающимися».Наблюдаются також залягання двох і більше шарів многолетнемёрзлых порід друг над іншому, розділених талими прослоями їх називають «багатошаровими чи слоистыми».Такие глибоко які несливающиеся древні мёрзлые товщі могли трапитися значно південніше південної кордону поширення сучасних чи порівняно молодих мёрзлых товщ.
Зона суцільний мерзлоти характеризується потужностями мёрзлых товщ від 500 і більше до 300 метрів і найнижчими температурами от-10°С і від. Острівна мерзлота характеризується малими потужностями вечномёрзлых порід і від кількох десятків метрів за кілька метрів і температурами, близькими до 0°С. розподіл температур многолетнемёрзлых грунов за глибиною показано на рис.3.
1 q0 qп
- q °З 0 +q°С
hвід
h0 2
h, м
Рис.3 Розподіл температури грунтів (q) в криолитозоне по глубине(h).
1-поверхность грунта;2-огибающие температури; qп- температура на поверхности;q0–температура лише на рівні нульових річних амплитуд(среднегодовая температура грунту); hвід –глибина сезонного відтаювання; h0 –глибина рівня нульових амплітуд.
За характером промерзання многолетнемёрзлые породи поділяються на два типу: 1)сингенетически промёрзшие породи, тобто. накапливающиеся і промерзающие в геологічному сенсі одночасно, і
2)эпигенетические промёрзшие породи, тобто. ті, які перейшли у многолетнемёрзлое стан по тому, як процес їх нагромадження завершився і вони зазнали диагенетические зміни, перетворившись з осаду в породу.
У криолитозоне спостерігається ряд геокриологических процесів.
Термокарст -є освіту просадочных і провальних форм рельєфу внаслідок вытаивания підземних льодів чи відтаювання мёрзлого грунту. Механізм процесу в ущільнення відталих сильнольдистых порід чи порід, містять мономинеральные поклади льоду. Причиною виникнення термокарста є така зміна теплообміну лежить на поверхні грунту ,у якому глибина сезонного відтаювання починає перевищувати глибину залягання підземного люду чи сильнольдистого многолетнемёрзлого грунту ,або відбувається зміна знака середньорічний температури і розпочинається відтавання мёрзлых толщ.При розвитку термокарста по повторно-жильным льодів утворюються положителные форми рельєфу: байджерахи і горбисті полігони.
Морозобойное розтріскування. Механізм процесу у цьому, що з охолодженні в соот ветствии із розподілом температур за глибиною в мёрзлых породах виникають стискаючі і розтягують напруги, накопичення яких призводить до розриву порід й освіті тріщин.
Морозное пучение-дисперсних порід це підняття землі, обумовлене збільшенням обсягу замёрзшей вологи і льдообразованием(вследствие міграції води) при промерзании. У умовах розвитку відкладень, містять як мелкозём,так і крупнообломочные грунти, відбувається выпучивание крупнообломочного матеріалу й освіту лежить на поверхні кам'яних полів (курумов), чи сортування грунтів із заснуванням кам'яних полігонів чи смуг на схилах.
Для прогнозу можливість виникнення геокриологических процесів, періоду перебігу, і навіть з метою оцінки мёрзлых грунтів, як підстав споруд необхідні знання фізичних, механічних і тепло- масообмінних характеристик, основні у тому числі розглядаються у "справжній роботі.
1-Зона редкоостровного і массивно-островного поширення ММП зі середньорічними температурами(tср) від +3 до –1С і потужністю мёрзлой толщи(М) від 0 до 100 м;2-5 зона суцільного поширення ММП: 2- tпорівн від –1 до –3, М від 50 до 300 м; 3- tср від –5 до –9 Ю, М від 200 до 600 м; 5- tпорівн від нижче -9С, М від 400 до 900 метрів і більш ;6- кордон зон ММП;7 південна кордон криолитозоны
Глава 1. Основні фізичні характеристики мёрзлых грунтів.
1.1Вводные поняття.
Термін грунт увійшов в термінологію грунтоведческих наук у 18-ти столітті. У сучасному определении(Сергеев, Голодовская і др.1973) грунт-це будь-які гірські породи, грунтів та техногенні освіти, які мають певними генетичними ознаками і аналізовані як багатокомпонентні динамічні системи, які під впливом інженерної діяльності.
Мёрзлыми грунтами, породами і ґрунтами називають грунти, гірські породи, грунтів та дисперсні матеріали, мають негативну чи нульову температуру, у яких хоча би частину води замёрзла, тобто. перетворилася на лід, цементуючи мінеральні частки. Скальные грунти, мають негативну температуру і містять у своєму складі води та льоду, називаються морозними. Крупнообломочные і піщані грунти, мають негативну температуру, але з сцементированные льодом і які мають силами зчеплення називаються сыпучемёрзлыми («суха мерзлота»).Грунты і породи, у яких, попри негативну температуру лід не кристалізувався називаються охлаждёнными породами і грунтами.
Класифікація мёрзлых грунтів за гранулометрическому складу окреслюється й у немёрзлых грунтів. Вирізняють класифікації по Охотину, Сергєєву. З іншого боку, мёрзлые грунти додатково класифікують по ГОСТ 25100-95, також із: часу перебування у мёрзлом состоянии(табл.1.1); по льдистости(табл.1.2);по засолённости(табл.1.3); по заторфованности(табл.1.4)
Класифікація грунтів за часу перебування у мёрзлом стані за даними різних джерел.
Найменування мёрзлых грунтів | Час існування в мёрзлом стані | Джерела |
Многолетнемёрзлые Сезонномёрзлые Кратковременно мёрзлые |
Роки, сотні, тисячі років Місяці Доба |
В.А Кудрявцев Б.А, Достовалов, 1978 Э.Д.Ершов,1990 |
Вечномёрзлые Многолетнемёрзлые Сезонномёрзлые Кратковременно мёрзлые |
Століття, тисячоліття Від кілька років за кілька десятиліть Від 1 до 2 сезонів Від кількох годин за кілька діб |
Н.А.Цытович,1973 |
Вечномёрзлые Перелетки Сезонномёрзлые |
Три і більше року Від 1 року по трьох років 1-ї холодний сезон року |
Нормативні документи з будівництва та інженерним здобутків |
Таблиця 1.2
Різновид грунтів |
Льдистость рахунок видимих крижаних включеньi,д.е. |
|
Скальные і полускальные грунти | Дисперсные грунти | |
СлабольдистыйЛьдистый Сильнольдистый Дуже сильнольдистый |
<0.01 0.01-0.05 >0.05 - |
<0.20 0.20-0.40 0.40-0.60 0.60-0.90 |
Таблиця 1.3
Класифікація мёрзлых грунтів за ступеня засолённости Dsol%
(для морського типу засолення)
Різновид
|
Сумарна зміст легкорозчинних солей,% маси сухого грунту | |
Пісок |
Глинистый грунт | |
Слабозасолённый Среднезасолённый Сильнозасолённый |
0.05-0.10 0.10-0.20 >0.20 |
0.20-0.50 0.50-1.00 >1.00 |
Класифікація грунтів за змісту органічного речовини.
Назва | Зміст органічного речовини (%) в | |
глинистих | пісках | |
Сильнозаторфованные | 50-40 | - |
Среднезаторфованные | 40-25 | - |
Слабозаторфованные | 25-10 | - |
З домішкою орг.веществ | 10-3 | 10-3 |
Вигляд грунтів | Різновид грунтів | |||
Твёрдомёрзлый dp |