Алексеев С.И.

Основания и фундаменты. Часть 12




Линзовая мерзлота

Коварство данного вида мерзлоты, встречающейся в южных районах Сибири, наглядно представлено на схеме. Размеры такой мерзлоты в плане могут составлять десятки метров, а мощность не превышать нескольких метров. Такие линзы на фоне талого грунта опасны тем, что их очень сложно определить. Если при постройке здания линза не была определена, и здание хотя бы частично будет накрывать линзу, то в процессе эксплуатации тепловые потоки от здания вызовут деградацию (оттаивание) линзы, что спровоцирует непрогнозируемые неравномерные осадки.

Схема существования линзовой мерзлоты на фоне талого грунта.

Схема существования линзовой мерзлоты на фоне талого грунта.

Если проследить за изменением многолетней мерзлоты в Сибири с Севера на Юг, то можно последовательно встретить все перечисленные виды мерзлоты. Однако линзовая мерзлота может образоваться и «искусственно» на застраиваемых территориях при условии нарушения теплообмена между поверхностью грунта и атмосферой.

Так, к примеру, ещё в г. Иркутске в 1925 г. были зарегистрированы случаи образования линз мёрзлого грунта. Строительство здания здесь было начато в 1917 г. и затем законсервировано на 8 лет. В результате под зданием образовалось линза мёрзлого грунта, которая после начала эксплуатации здания начала таять, что повлекло за собой неравномерные осадки и аварийную ситуацию в здании. Подобные явления были обнаружены в г. Братске и г. Шелехове (Иркутская область).

Следует привести результаты эксперимента, который был поставлен в г. Братске (Рощин В.В.) (см. схему). Над поверхностью грунта был построен навес размером 11 м на 24 м (такая конструкция из-за невозможности попадания солнечных лучей на грунт, нарушала естественный теплообмен в основании).

Схема исследовательской площадке по изучению условий искусственного образования линзы мёрзлого грунта.

Схема исследовательской площадке по изучению условий искусственного образования линзы мёрзлого грунта.

Поперёк навеса с севера на юг были пробурены исследовательские скважины, позволяющие определять глубину промерзания (оттаивания) грунта. Наблюдения показали развитие следующего процесса:

  • Через 1 год существования навеса протаивание грунта закончилось к концу сентября.
  • Через 2 года существования навеса протаивание грунта закончилось к концу ноября.
  • Через 3 года существования навеса протаивание грунта не происходило, так как под навесом образовалась линза мёрзлого грунта.

Таким образом, данные исследования наглядно показали, насколько чувствительна природная среда к внешним воздействиям.

Если пробурить скважину в мёрзлом грунте, то мы увидим следующую картину (см. схему) изменения температуры грунта по глубине (z):

Схема сезонных изменений температуры деятельного и вечномёрзлого грунтов по глубине основания в различные периоды времени.

Схема сезонных изменений температуры деятельного и вечномёрзлого грунтов по глубине основания в различные периоды времени.

В летний период надмерзлотный слой грунта (деятельный слой) будет иметь положительную температуру, т.е. будет находиться в талом состоянии. С началом зимнего периода, при понижении температуры воздуха и поверхности грунта до отрицательного значения, надмерзлотный слой грунта начнёт промерзать. Годовые изменения амплитуды температуры данного слоя по глубине основания достигнут величины Н0, ниже которой грунт будет находиться практически при постоянной отрицательной температуре ≈-4°C (многолетняя мерзлота).

При циклическом действии отрицательной и положительной температуры на грунт, в последнем возможно три стадии:

  1. Замерзание.
  2. Мёрзлое состояние.
  3. Оттаивание.

В каждом из названных состояний грунт будет иметь различные свойства.

Мёрзлый грунт - это грунт, имеющий отрицательную температуру и содержащий в своём составе лёд.

<< В начало < Назад 1 2 3 4 5  ... Читать дальше > В конец >> 

Разделы

Вечная мерзлота
Сплошная мерзлота
Слоистая мерзлота (деградация сплошной мерзлоты)
Островная мерзлота
Линзовая мерзлота
Ежегодное оттаивание и промерзание деятельного слоя грунта
Пучение грунтов при промерзании
Осадка при оттаивании деятельного слоя грунта
Образование наледей
Течение склона. Явление солифлюкции
Изменение температуры в верхних слоях вечномёрзлых грунтов
Просадка при оттаивании слоя вечномёрзлого грунта
Образование морозобойных трещин в деятельном и вечномёрзлом слоях грунта
Образование «термокарста» в деятельном и вечномёрзлом слоях грунта
Первый принцип проектирования фундаментов на вечномёрзлых грунтах
Второй принцип проектирования фундаментов на вечномёрзлых грунтах. Конструктивный метод
Второй принцип проектирования фундаментов на вечномёрзлых грунтах. Метод предпостроечного оттаивания



Постоянный адрес этой главы: www.buildcalc.ru/Learning/BasesAndFoundations/Open.aspx?id=Chapter12