Промерзание грунтов: Please Wait… | Cloudflare

Содержание

Глубина промерзания грунта — СибПоселки

Любое строительство априори начинается с земельных работ и устройства фундамента. Причем на выбор последнего и величину его заглубления влияет множество природных факторов, к которым относится и глубина промерзания грунта.

Процесс промерзания грунта

Вполне естественно, что в зимний, холодный период грунт оказывается промерзшим и зависит глубина промерзания от типа грунта и географического расположения, обуславливающего определенные климатические условия. Немаловажна так же и степень влажности грунта.

Опасность для фундамента, а значит и всего строения в целом, таится в превращении при минусовых температурах воды в лед, находящейся на глубине промерзания. Процесс этот характерен тем, что преобразуясь в лед, вода существенно изменяется в объеме (увеличивается порядка на 10%), изменяя тем самым объем грунта.

Это приводит к такому неприятному явлению как пучение грунта. То есть, грунт начинает вытеснять фундамент. Это происходит зимой, а весной, с наступлением тепла и таянием льда, происходит обратный процесс — затягивание основы строения. И тем больше пучение, чем больше воды находится в грунте. Такое опасное явление зачастую служит причиной деформации/разрушения фундамента. Силы вспучивания могут оказывать колоссальное давление на основу, причем все это происходит неравномерно. Нивелируют силы пучения заглублением фундамента на расстояние превышающие глубину промерзания грунта.

Что влияет на глубину промерзания грунта?

Поскольку на показатели глубины промерзания оказывают влияние климатические условия и тип грунта, то совершенно справедливо, что для каждого района она разная. Например, глубина промерзания грунта в Новосибирске будет существенно отличаться от глубины в других районах. В самой же Новосибирской области распространены следующие грунты:

  • песчаный
  • глинистый
  • суглинки и супеси
  • крупнообломочный грунт (осколки и обломки скальных пород)
  • скалистый грунт

Если два последних ни вызывают нареканий при строительстве и являются вполне надежными (не впитывают влагу, не изменяются в объеме и т.д.), то для остальных, в обязательном порядке, следует знать глубину промерзания.

Нормативные показатели промерзания грунта:

Значения глубины промерзания грунта для Новосибирска, взятые из СНиП составляют:

  • Суглинки и глины — 1.83 м
  • Песок мелкий, супесь — 2.23 м
  • Песок крупный, гравелистый — 2.39 м

Определены значения из учета:
— полного отсутствия снежного покрова на грунте
— минимально возможная температура для Новосибирска
— максимальная влажность грунта.

В реальности фактическая глубина несколько разнится от указанной СНиП. Это объясняется наличием снега на грунте, выступающего в роли отличного теплоизоляционного природного материала. Также сказывается, что под фундаментом отапливаемого в холодный период дома грунт, как правило, промерзает гораздо меньше. Все это позволяет вносить коррективы при устройстве основы дома и предполагать, что реальная глубина промерзания может существенно отличаться от официальной (на 20-40%).

Промерзание

ПРОМЕРЗАНИЕ грунтов (а. frost penetration, freezing; н. Durchfrierung; ф. соngelation; и. соngelacion) — переход грунтов в мёрзлое состояние. Промерзание неразрывно связано с движением границы (или зоны) кристаллизации поровой влаги. При промерзании крупнозернистых грунтов поровая влага замерзает при температуре 0°С и образуется граница промерзания, разделяющая мёрзлый и талый слои. При промерзании тонкозернистых грунтов образуется зона промерзания (слой, в котором происходят значительные фазовые превращения незамёрзшей воды), разделяющая полностью промёрзший и талые грунты. Верхняя часть промёрзшего слоя представляет собой твердомёрзлый грунт, в котором замёрзла вся свободная вода и значительная часть рыхлосвязанной; нижняя часть (слой льдовыделения) — пластично-мёрзлый грунт, в котором замёрзла только свободная вода. Нижняя граница зоны промерзания (фронт промерзания) соответствует появлению кристаллов льда и определяется температурой замерзания грунта (около 0°С), верхняя граница — температурой около -1°С для суглинков и -1,5°С для глин.

Промерзание сопровождается рядом физических процессов: изменением теплового состояния, миграцией влаги, образованием ледяных включений и пучением, возникновением напряжений в мёрзлом массиве и его растрескиванием. Промерзание обычно вызвано теплопотерями из грунта в атмосферу в результате установления отрицательных температур воздуха. Снежный покров, характеризующийся плохой теплопроводностью, существенно снижает теплопотери и промерзание.

Различают: кратковременное, сезонное, зимнее и многолетнее промерзание. Кратковременное промерзание определяется суточной ритмикой температуры воздуха (ночью грунт промерзает, днём оттаивает). Оно распространяется в грунт всего на несколько см и характерно лишь для южных районов СССР. Сезонное промерзание определяется сезонной ритмикой температуры воздуха (длится не более года) и охватывает почти повсеместно Европейскую часть СССР (за исключением Севера, южной части Западной Сибири и Казахстана).

Промерзание начинается с переходом температуры воздуха от положительного значения к отрицательному, до установления постоянного снежного покрова, защищающего грунт от охлаждения. В первые 1-2 месяца скорость сезонного промерзания близка к постоянной, затем она резко снижается. К весне глубина промерзания достигает максимума. Оттаивание мёрзлого грунта начинается после схода снега и осуществляется сверху (основная часть) в результате аккумуляции солнечного тепла и снизу — за счёт притока тепла из глубьлежащих слоёв грунта. Глубина, на которую промерзает грунт за весь зимний сезон, называется глубиной сезонного промерзания. Максимально возможные значения глубины сезонного промерзании для территории СССР характеризуются следующими значениями: крупноскелетные грунты — 6 м; песчаные, супесчаные и суглинистые — 4-3 м; торфянистые — 1,5 м. В инженерной практике определяют нормативную глубину промерзания, за которую принимают среднее из многолетних наблюдений значений глубины сезонного промерзания на открытой площадке, лишённой снежного и растительного покрова с глубоким залеганием уровня грунтовых вод. В малоснежные зимы, при спуске водоёмов, сезонное промерзании может быть настолько значительным, что промёрзший слой не успевает за лето полностью оттаять (образуются перелетки). Если потери тепла из грунта в атмосферу за холодный сезон из года в год превышают тепло-аккумуляцию, начинается многолетнее промерзании земной коры и образуется криолитозона.

На территории криолитозоны сезонное промерзание встречается локально (на участках с таликами). Глубины возможного промерзания в таких условиях достигают для крупноскелетных грунтов 10 м, для торфов 3,5 м. Промерзание сезонно-талого слоя (зимнее промерзание) происходит как сверху (в результате теплообмена грунта с холодным воздухом), так и снизу (вследствие теплоотдачи в мёрзлую подстилающую толщу). Продолжительность промерзания сезонно-талого слоя уменьшается к северу. В Якутске вариации продолжительности промерзания составляют 1-4 мес. У южной границы криолитозоны зимнее промерзание повсеместно переходит в сезонное.

Глубину промерзания в природных условиях определяют с помощью непосредственных наблюдений (проходка шурфов, бурение скважин, применение мерзлотомеров) и косвенных методов. Из косвенных методов распространены температурный и криотекстурный. В первом из них о глубине промерзания судят по температуре 0°С. Однако при изотермии эта температура может наблюдаться в значительном интервале глубин, что затрудняет определение границы кристаллизации. При использовании криотекстурного метода границу раздела между мёрзлым и талым грунтом определяют по наличию в мёрзлом грунте включений льда, по степени цементации (прочности) грунта, по изменению его цвета.

Промерзание оказывает всестороннее влияние на хозяйственную деятельность. Изучение его необходимо для рационального ведения земледелия, прокладки трубопроводов, возведения гражданских зданий и промышленных сооружений, разработки месторождений полезных ископаемых.

Перечень основных грунтов и их характерные особенности. Глубина промерзания

Глина в сухом состоянии твердая в кусках, во влажном – вязкая, пластичная, липкая, мажется. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно. При скатывании в сыром состоянии образуется в длинный шнур диаметром менее 0,5 мм; а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке но жом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.

Суглинок – комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость; при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатанный в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещина ми по краям.

Супесь – в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.

Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудно различи мы.

Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности, в основной массе имеет зерна размером с просяное, в крупном песке – большое количество зерен размером с гречневую крупу.

Гравий (дресва) – зерна размером от горошины до мелкого ореха составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.

Галька (щебень) – зерна размером больше ореха составляют более половины по массе. Между ними – мелкое заполнение. Галька – окатанной формы, щебень – остроугольной.

Песчаные, гравийные и галечниковые грунты несвязные.

Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более рас четного для грунтов, залегающих под фундаментом. В зависимости от глубины от дневной поверхности ориентировочно можно принять условное расчетное давление на грунты оснований (табл. 1).

Таблица 1. Условное расчетное давление на грунты оснований, Н/см 2

Виды грунтов

Глубина от дневной поверхности, м

1–1,5

2–2,5

Супеси

10–20

20–30

Суглинки

9–25

10–30

Глины твердые

20–40

25–60

Глины пластич ные

8–25

10–30

Пески гравелис тые и крупные

26–39

50–60

Пески средней крупности

19–30

40–50

Вы приобрели садовый участок 35

Виды грунтов

Глубина от дневной поверхности, м

1–1,5

2–2,5

Пески мелкие ма ловлажные

15–25

30–40

Пески мелкие очень влажные и насыщенные во дой

10–20

20–30

Щебенистые и галечниковые с песчаным запол нением пор

45–50

60

Щебенистые и галечниковые с глинистым за полнением пор

20–35

40–45

Дресвяные и гра вийные грунты, образовавшиеся из горных крис таллических по род

37–44

50

Дресвяные и гра вийные грунты, образовавшиеся из осадочных горных пород

20–25

35–40

Наиболее надежны скальные, гравелистые и крупнообломочные грунты.

Хорошим основанием могут служить крупные чистые (без примесей) сухие пески, а также сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты.

Ненадежны мелкие пески с примесями, насыщенные водой.

Разновидность глинистых грунтов – лессовые грунты, которые при замачивании водой сильно уплотняются и дают просадки, что может привести к повреждению возводимых на них построек.

Не следует устраивать фундаменты на растительных и насыпных грунтах.

Наиболее опасно для фундамента дома морозное пучение грунта, которому в основном подвержены водонасыщенные глины, суглинки, супеси, мелкие и пылеватые пески. Глинистые мокрые грунты при замерзании увеличи ваются в объеме и проявляют свойства пучения. Слои пучинистого грунта, замерзая, воздействуют на фундамент снизу вверх и, если сила морозного пучения больше, чем нагрузка от дома, то происходит как бы «выталкивание» здания из земли. При оттаивании весной может произойти обратное явление – неравномерная осадка дома.

Фундаменты на мокрых грунтах выполняют с соблюдением особых правил.

При проектировании фундаментов важнейшим вопросом является глубина промерзания грунтов в выбранном районе строительства, составляющая в средней полосе 1,4–1,6 метра. Во избежание пучения – подъема грунтов под подошвой фундаментов в результате перехода грунтовой воды в лед, их закладывают чуть ниже уровня промерзания. Подъемная сила пучения достигает 6 тонн на погонный метр, а пригруз от двухэтажного здания – 4 тонн. При недостаточном заглублении фундаментов и неравно мерном в реальности распределении сил пучения на фасаде кирпичного здания возникают определенным образом направленные трещины. Рубленые стены, вспучившиеся в сезон замерзания, часто опускаются в течение нескольких лет ниже проектной отметки, и их приходится вывешивать с помощью домкратов, распирать подкосами и подкладывать дополнительные венцы (см. гл. «Ремонт и замена фундамента»). Ремонт поврежденных кирпичных стен осуществляется более сложными инженерными приемами.

Глубина заложения фундаментов наружных и внутренних стен неотапливаемых зданий должна быть не менее глубины промерзания, причем измерять ее надо от пола подвала или технического подполья, а если подвал отсутствует, то от планировочной отметки земли. Глубину заложения фундаментов наружных стен регулярно отапливаемых зданий можно принять 0,6–0,7 глубины промерзания, внутренних – не менее 50 см (табл. 2).

На глинистых песках, супесях, суглинках и глинах, а так же в крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем глубину заложения фундаментов принимают с учетом положения уровня грунтовых вод: если уровень грунтовых вод расположен на 2 м ниже уровня промерзания, то фундамент закладывают на глубине не менее 0,7 м; если уровень грунтовых вод находится на уровне промерзания и выше его, то фундаменты закладывают ниже глубины промерзания грунта.

Таблица 2. Глубина сезонного промерзания грунта

Город

Глубина сезонного промерзания, см

Омск, Новосибирск

220

Тобольск, Петропавловск

210

Курган, Кустанай

200

Свердловск, Челябинск, Пермь

190

Сыктывкар, Уфа, Актюбинск, Оренбург

180

Киров, Ижевск, Казань, Ульяновск

170

Самвра, Уральск

160

Вологда, Кострома, Пенза, Саратов

150

Тверь, Москва

140

Петербург, Воронеж, Волгоград, Гурьев

120

Псков, Смоленск, Курск

110

Таллин, Харьков, Астрахань

100

Рига, Минск, Киев, Днепропетровск, РостовнаДону

90

Фрунзе, АлмаАта

80

Калининград, Львов, Николаев, Кишинев, Одесса, Симферополь, Севастополь

70

Богданов Ю.Ф. Фундаменты от А до Я: Строительство и ремонт фундаментов. Планировка. Технология. Материалы. — М. ИКТЦ ЛАДА, ООО ИД «РИПОЛ классик»

Информация, без которой нельзя строить фундамент

В интернете можно встретить рекомендации по выбору фундамента в зависимости от материала стен дома. Часто с подобными вопросами обращаются к профессиональным строителям или инженерам, для них такие формулировки кажутся бессмысленными, так как невозможно выбрать абстрактный фундамент по материалу стен. Основание дома должно не только передавать нагрузки на грунт, но и должно соответствовать условиям конкретной местности. В этой статье мы рассмотрим информацию, которую надо собрать перед тем, как обращаться к проектировщику для разработки фундамента.

В другой статье на нашем сайте мы разбираем самые распространенные ошибки, которые допускают при строительстве фундамента статью об ошибках 12 ошибок при строительстве фундамента.

Глубина промерзания

Чтобы понять значение глубины промерзания для фундамента, надо подробнее разобраться в морозном пучении. Этот процесс связан с замерзанием воды внутри грунта, в результате этого образуются ледяные включения в виде линз и прослоек. Процесс сопровождается расширением и деформацией почвы. Если эти процессы идут под фундаментом, то это может привести к повреждению всей конструкции дома. Напряжения могут возникнуть в отдельных зонах, что вызовет неравномерное поднятие отдельных частей фундамента.

Ключевым параметром при выборе фундамента будет глубина и скорость промерзания. На определенной глубине в толще земли всегда сохраняется положительная температура, то есть вода там не замерзает. Глубина промерзания зависит от ряда факторов: толщины снежного покрова, климата и плотности почвы. СНиПами предусмотрены нормативы, в которых фиксируется глубина промерзаний для разных территорий. Например, в Москве глубина промерзания составляет 1,2 м на глинах и суглинках, на песчаных грунтах – 1,32 м.

Город

Глина, суглинки

Пески, супеси

Архангельск

160

176

Астрахань

80

88

Брянск

100

110

Волгоград

100

110

Вологда

140

154

Воркута

240

264

Воронеж

120

132

Екатеринбург

180

198

Ижевск

160

176

Казань

160

176

Кемерово

200

220

Киров

160

176

Котлас

160

176

Курск

100

110

Липецк

120

132

Магнитогорск

180

198

Москва

120

132

Набережные челны

160

176

Нальчик

60

66

Нарьян Мар

240

264

Нижневартовск

240

264

Нижний Новгород

140

154

Новокузнецк

200

220

Новосибирск

220

242

Омск

200

220

Орел

100

110

Оренбург

160

176

Орск

180

198

Пенза

140

154

Пермь

180

198

Псков

80

88

Ростов-на-Дону

80

88

Рязань

140

154

Салехард

240

264

Самара

160

176

Санкт-Петербург

120

132

Саранск

140

154

Саратов

140

154

Серов

200

220

Смоленск

100

110

Ставрополь

60

66

Сургут

240

264

Сыктывкар

180

198

Тверь

120

132

Тобольск

200

220

Томск

220

242

Тюмень

180

198

Уфа

180

198

Ухта

200

220

Челябинск

180

198

Элиста

80

88

Ярославль

140

154

Чтобы силы морозного пучения не действовали на фундамент его опускают ниже глубины промерзания, такие основания называют фундаментами полного профиля. В некоторых регионах глубина промерзания настолько велика (более 2 м для сибирских регионов), что конструкции полного профиля становятся невыгодными, тогда используют утепление экструдированным пенополистиролом, чтобы разместить фундамент в замерзающей зоне. Утеплитель не даст грунту под домом замерзать.

Глубина залегания грунтовых вод

Увлажнение грунта и территории вокруг фундамента нежелательно, поэтому перед строительством важно установить глубину залегания грунтовых вод. Грунтовые воды по- разному воздействуют на различные типы грунтов. Есть почвы с высоким коэффициентом фильтрации, они легко пропускают воду и не задерживают ее. К таким почвам относятся различные виды песчаных и каменистых грунтов. Глины, суглинки и супеси, наоборот, имеют свойство впитывать воду, что влияет на их пучинистость.


Коэффициент фильтрации для разных типов грунтов


Высоким расположением грунтовых вод считается уровень меньше 2 метров. Это означает, что будет происходить капиллярный подсос из нижних слоев грунта к верхним, в результате этого основание фундамента будет подвергаться влиянию воды. Для отвода грунтовых вод под фундаментом предусматривают дренаж.

Уровень грунтовых вод можно определить и своими силами.
Например, это можно сделать, замерив уровень воды в колодце или в скважине.
Замеры надо производить с разной периодичностью, так как уровень воды зависит от разных факторов: осадков, таяния снегов, уровня воды в ближайших водоемах.
Более полную картину можно получить, если обратиться за профессиональными исследованиями.

Геология грунта

Геология грунта – это комплексное исследование почв в пятне застройки. Многие проектировщики не возьмут заказ на проект фундамента без этих данных. Геология грунта обычно включает целый ряд параметров.

  • Позволяет определить тип грунта и его структуру.

    Определить тип грунта можно и своими силами,
    хотя геологическое исследование даст более полную картину.
    Подробнее о самостоятельных геологических изысканиях читайте в отдельной статье.

  • Гидрологическое строение грунта – залегание грунтовых вод, с помощью такого исследования можно определить расположение верховодки.
  • Определение несущей способности грунта.
  • Прогноз возможных изменений в структуре грунта после строительства (просадочные грунты).

Зная геологию, можно определить степень пучинистости грунтов, по этому параметру почвы подразделяются на сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и непучинистые.

Соотношение уровня грунтовых вод и степени пучинистости

Разновидность грунта

Максимальная глубина грунтовых вод, расположенных ниже нормативной глубины промерзания.

Глина

Суглинок

Супесь

Песок

Крупнообломочные

Сильнопучинистый

1 м

1 м

0,5 м

Среднепучинистый

2 м

1,5 м

1 м

0,6 м (пылеватые пески)

Слабопучинистый

3 м (пластич. меньше 0,28)

2 м (пластич. больше 0,12)

2,5 (пластич. меньше 0,12)

1,5 м (пластич. больше 0,12)

1 м (пылеватые и мелкозернистые)

Непучинистый

Крупные и средние пески при любом уровне грунтовых вод

При любом уровне грунтовых вод


Крупнообломочными грунтами называют грунты, в которых больше половины массы частиц
имеет фракцию не меньше 2 мм, например, гравийные и щебнистые грунты.

Несущая способность грунта

Этот параметр необходим для определения сопротивления грунта, несущая способность отражает то, какой вес способно выдержать основание. На несущую способность влияет тип грунта и его уплотнение.


Несущая способность грунтов

От несущей способности будет зависеть площадь опирания подошвы. Если грунт слабый, то соответственно нужно увеличивать площадь основания. Особенно этот параметр актуален для ленточных фундаментов, когда ширина ленты будет зависеть от качества основания.

Если уплотнение грунта выполнено с нарушениями,
то основание не будет обладать достаточной несущей способностью.
Про ошибки, которые часто допускают при уплотнении читайте в статье
8 ошибок при уплотнении грунта.

Примерная нагрузка от здания

Полный сбор нагрузок от здания делают уже по проекту, но даже до этапа составления рабочего проекта важно понимать примерную конфигурацию постройки. Например, важны такие параметры, как площадь, этажность, тип кровли и т.д. По этим условиям можно прикинуть примерную нагрузку на фундамент и соотнести ее с типом и особенностями грунта.

Ландшафт

Особенности ландшафта оказывают существенное влияние на расположение дома и на проектирование фундамента. Наличие водоемов, холмов, низин или уклона нужно будет учесть. Например, фундамент с сильным уклоном сделает монолитный фундамент очень дорогим, а уклон к дому потребует дополнительных земляных работ для отведения вод от основания дома.

Логистика и доступность материалов

Параметр, о котором часто забывают при сравнении вариантов. Нужно учитывать не только техническую составляющую, но и экономическую. В зависимости от региона некоторые фундаменты будут стоить дороже. Например, сборный фундамент потребует аренды автокрана, для этого на участке должна быть возможность для подъезда техники.

Глубина промерзания грунта в Вашем регионе. Виды почв и их описание.

Перед началом любого строительства необходимо учитывать глубину, на которую способен промёрзнуть грунт. На такой показатель значительно влияет климатическая среда, проявляющая себя по-разному в зимний период.

Интерес специалистов вызывает глубина промерзания грунта в Московской области, где на протяжении последних лет ведутся довольно активные и многочисленные строительные работы.


Глубина промерзания грунта зависит от температуры в регионе

Строительные нормы и правила

Строительные нормы и правила (СНиП) – это совокупность нормативных актов, регламентирующих деятельность строителей, архитекторов и инженеров. Информация, содержащаяся в этих документах, позволяет возвести долговечное и надежное здание или правильно проложить трубопровод.

Карта, с нанесенными на ней цифрами глубины промерзания грунта, была создана еще в СССР. Она содержалась в СНиП 2.01.01-82. Но позже на смену данному нормативному акту был создан СНиП 23-01-99, карту в него не включили. Сейчас она есть только на сайтах.

Содержащие информацию о глубине промерзания грунта СНиП имеют номера 2.02.01-83 и 23-01-99. В них перечислены все условия, от которых зависит степень воздействия мороза на почву:


Карта нормативной глубины промерзания почвы в разных регионах России

  • цель, с которой было возведено сооружение;
  • характеристики конструкции и нагрузка на фундамент;
  • глубина расположения коммуникаций;
  • расположение фундаментов соседних зданий;
  • текущий и будущий рельеф территории застройки;
  • физические и механические параметры грунта;
  • особенности наложений и количество слоев;
  • гидрогеологические характеристики района стройки;
  • сезонная глубина, на которую промерзает земля.

В настоящее время установлено, что применение для установления глубины промерзания грунта СНиП 2.02.01-83 и 23-01-99 дает более точный результат, чем использование значений, взятых с карты, так как в них учитывается больше условий.

Следует отметить, что рассчитанная степень воздействия низких температур не равна действительной, так как некоторые параметры (уровень нахождения грунтовых вод, уровень снежного покрова, влажность почвы, параметры минусовых температур) не являются постоянными и меняются со временем.


Реальное промерзание грунта

Зависимость промерзания от типа грунта

Известно, что мелкий песок промерзает обычно на меньшую глубину, чем крупный и гравелистый, и на большую, чем суглинки. Для Самарской области глубина промерзания грунта, в зависимости от его типа, будет такой:

  • суглинки — 1.54 м;
  • мелкий песок и супесь — 1.88 м;
  • крупный и гравелистый песок — 2.01 м.

Таким образом, ориентироваться на средний показатель по Самарскому региону в 160 см можно далеко не во всех местностях. Прежде следует определить на участке тип грунта. В некоторых случаях подошву фундамента, возможно, нужно будет опустить пониже, а в других — поднять ее в целях экономии материала и трудовых затрат.

Расчет уровня почвенного промерзания

Расчет глубины, на которую промерзает почва, производится по образцу, указанному в СНиП 2.02.01-83: h=√М*k, где М – это абсолютные среднемесячные температуры, сложенные вместе, а k – показатель, значение которого зависит от вида земли:


Таблица — глубина промерзания грунта по СНИП

  • суглинки или глинистые земли – 0,23;
  • супеси, пылеватые и мелкодисперсные пески – 0,28;
  • пески крупной, средней и гравелистой фракции – 0,3;
  • крупнообломочный вид – 0,34.

Из вышеприведенных цифр становится понятно, что степень грунтового промерзания прямо пропорциональна увеличению его фракции. При работе на глинистых почвах нужно брать в расчет еще один фактор, а именно количество содержащейся в ней влаги. Чем больше воды содержится в земле, тем выше степень морозного пучения.

Фундамент дома должен быть расположен ниже уровня промерзания. В противном случае сила вспучивания вытолкнет его вверх.

При расчете этого параметра лучше не надеяться на собственные силы, а обратиться к специалистам, обладающим полной информацией обо всех факторах, от которых зависит влияние низких температур на основание здания.

Таблица глубины промерзания грунта по регионам России

Чтобы облегчить работу проектировщиков, разработан СНиП 2.02.01-83*, содержащий расчётные нормы различных видов фундамента. Кроме того, создано приложение для этого СНиП, имеющее форму карты РФ и содержащее нормы глубин подмерзания грунтов для каждой из территориальных зон. Чтобы эта информация имела удобный вид, она оформлена как таблица. Для части городов России коэффициенты промерзания перечислены здесь:

Быстрый поиск по таблице:
Города, республики, края, области, нас.пунктыГлина и суглинки (м)Супеси, пылеватые и мелкие пески (м)Пески крупные гравелистые и средней крупности (м)Крупнообломочные грунты (м)
Москва1,351,641,762,00
Московская область
Дубна1,451,691,822,05
Талдом1,461,711,812,08
Клин1,391,691,802,04
Сергиев Посад1,401,671,812,05
Солнечногорск1,311,651,772,02
Волоколамск1,271,611,721,94
Шаховская1,291,621,761,98
Истра1,271,631,751,99
Лобня1,341,611,731,96
Пушкино1,331,601,741,94
Кашира1,401,701,832,07
Дмитров1,381,681,802,04
Ногинск1,331,651,751,98
Орехово Зуево1,291,571,651,95
Раменское1,251,551,641,93
Звенигород1,281,561,691,98
Можайск1,251,551,671,96
Подольск1,241,531,641,95
Домодедово1,231,521,631,96
Наро-Фоминск1,211,501,601,93
Чехов1,261,571,671,97
Коломна1,251,521,621,95
Серпухов1,271,581,691,98
Адыгея Республика
Майкоп0,290,350,380,43
Алтайский край
Алейск1,882,292,452,78
Барнаул1,762,142,292,60
Беля1,301,581,701,92
Бийск-Зональная1,772,162,312,62
Змеиногорск1,672,032,172,46
Катанда2,092,552,733,09
Кош-Агач2,382,903,113,52
Онгудай1,992,422,592,94
Родино1,892,302,462,79
Рубцовск1,762,142,292,59
Славгород1,842,242,402,72
Тогул1,842,242,402,72
Амурская область
Архара2,202,682,873,25
Белогорск2,272,762,953,34
Благовещенск2,032,472,653,00
Бомнак2,513,053,273,70
Братолюбовка2,332,833,033,44
Бысса2,473,003,213,64
Гош2,483,013,233,65
Дамбуки2,573,133,353,80
Ерофей Павлович2,432,963,173,59
Завитинск2,272,762,963,36
Зея2,493,033,253,68
Норский Склад2,493,033,253,68
Огорон2,483,013,233,65
Поярково2,262,752,953,34
Свободный2,332,833,043,44
Сковородино2,473,003,223,64
Средняя Нюкжа2,833,443,684,17
Тыган-Уркан2,412,933,143,55
Тында2,683,263,503,96
Унаха2,613,173,403,85
Усть-Нюкжа2,623,183,413,86
Черняево2,322,823,023,43
Шимановск2,352,863,063,47
Экимчан2,543,093,313,75
Архангельская область
Архангельск1,571,912,052,32
Борковская1,962,392,562,89
Емецк1,621,972,112,39
Койнас1,812,202,352,67
Котлас1,591,932,072,34
Мезень1,712,082,232,53
Онега1,481,801,932,18
Астраханская область
Астрахань0,780,941,011,14
Верхний Баскунчак1,021,231,321,50
Башкортостан Республика
Белорецк1,792,172,332,63
Дуван1,652,002,152,43
Мелеуз1,702,072,222,52
Уфа1,591,932,062,34
Янаул1,641,992,132,42
Белгородская область
Белгород1,091,321,411,60
Брянская область
Брянск1,051,281,371,55
Бурятия Республикa
Бабушкин1,712,082,222,52
Баргузин2,262,752,943,33
Багдарин2,523,073,293,73
Кяхта1,942,362,532,87
Монды2,092,542,723,08
Нижнеангарск2,142,602,793,16
Сосново- Озерское2,242,732,923,31
Уакит2,583,143,363,81
Улан-Удэ2,082,532,713,07
Хоринск2,252,732,933,32
Владимирская область
Владимир1,381,681,802,04
Муром1,421,731,852,10
Волгоградская область
Волгоград0,991,201,291,46
Камышин1,311,591,701,93
Костычевка1,431,731,862,10
Котельниково1,001,221,311,48
Новоаннинский1,241,511,621,83
Эльтон1,101,341,431,62
Вологодская область
Бабаево1,431,741,862,11
Вологда1,431,741,872,11
Вытегра1,371,661,782,02
Никольск1,531,872,002,26
Тотьма1,501,821,952,21
Воронежская область
Воронеж1,071,311,401,58
Дагестан Республикa
Дербент0,000,000,000,00
Махачкала0,000,000,000,00
Южно-Сухокумск0,580,700,750,85
Ивановская область
Иваново1,451,761,892,14
Кинешма1,491,811,942,19
Иркутская область
Алыгджер1,842,242,402,72
Бодайбо2,533,083,293,73
Братск2,072,522,703,05
Верхняя Гутара2,002,432,612,95
Дубровское2,463,003,213,64
Ербогачен2,683,273,503,96
Жигалово2,362,873,083,49
Зима2,142,612,793,16
Ика2,573,133,353,80
Илимск2,342,843,043,45
Иркутск1,862,262,422,75
Ичера2,513,053,273,71
Киренск2,412,943,153,56
Мама2,483,023,233,66
Марково2,432,953,163,58
Наканно2,843,453,704,19
Невон2,342,843,053,45
Непа2,543,093,313,75
Орлинга2,352,863,063,47
Перевоз2,442,973,183,61
Преображенка2,573,133,353,79
Саянск1,862,262,422,75
Слюдянка1,892,302,472,80
Тайшет1,912,332,492,82
Тулун1,972,402,572,91
Усть-Ордынский — Бурятский АО2,272,762,963,35
Кабардино-Балкарская Республика
Нальчик0,660,810,860,98
Калининградская область
Калининград0,490,590,630,72
Калмыкия Республика
Элиста0,810,981,051,19
Калужская область
Калуга1,291,571,681,90
Камчатская область
Апука — Корякский АО1,832,232,392,70
Ича — Корякский АО1,621,972,112,39
Ключи1,812,202,362,67
Козыревск1,962,382,552,89
Корф — Корякский АО1,922,342,502,84
Кроноки1,371,671,792,03
Лопатка. мыс1,001,211,301,47
Мильково2,062,512,693,05
Начики2,002,432,602,95
о.Беринга0,810,981,051,19
Оссора — Корякский АО1,882,282,452,77
Петропавловск- Камчатский1,131,381,481,67
Семлячики1,131,371,471,67
Соболево1,712,082,232,53
Ука1,962,392,562,90
Октябрьская1,601,952,092,36
Усть- Воямполка — Корякский АО1,992,422,592,93
Усть-Камчатск1,631,982,122,40
Усть- Хайрюзово1,752,132,282,59
Карачаево-Черкесская Республика
Черкесск0,650,790,850,96
Карелия Республика
Кемь1,441,751,872,12
Лоухи1,591,942,082,35
Олонец1,391,691,812,05
Паданы1,431,731,862,10
Петрозаводск1,331,621,741,97
Реболы1,501,821,952,21
Сортавала1,241,511,621,83
Кемеровская область0,010,010,010,01
Кемерово1,862,262,422,75
Киселевск1,862,262,422,74
Кондома1,942,362,532,86
Мариинск1,912,332,492,83
Тайга1,902,312,472,80
Тисуль1,782,172,322,63
Топки1,952,382,542,88
Усть-Кабырза2,072,512,693,05
Кировская область
Вятка1,662,022,162,45
Нагорское1,702,072,222,51
Савали1,662,022,162,45
Коми Республика
Вендинга1,802,182,342,65
Воркута2,352,863,063,47
Объячево1,672,032,172,46
Петрунь2,182,652,843,22
Печора2,022,462,632,98
Сыктывкар1,672,032,182,46
Троицко- Печорское1,862,272,432,75
Усть-Уса2,052,502,683,03
Усть-Цильма1,912,322,482,81
Усть-Щугор2,082,532,703,06
Ухта1,882,282,452,77
Костромская область
Кострома1,461,781,902,15
Чухлома1,531,861,992,25
Шарья1,581,922,052,33
Краснодарский край
Красная Поляна0,000,000,000,00
Краснодар0,110,140,140,16
Приморско-Ахтарск0,500,610,650,74
Сочи0,010,010,010,01
Тихорецк0,430,530,560,64
Красноярский край
Агата2,973,613,864,38
Ачинск1,772,152,302,61
Байкит — Эвенкийский АО2,613,173,393,85
Боготол1,912,332,492,83
Богучаны2,182,652,843,22
Ванавара — Эвенкийский АО2,573,133,353,79
Вельмо2,523,073,293,72
Верхнеимбатск2,382,903,103,52
Волочанка3,023,673,934,46
Диксон — Таймырский АО2,823,433,684,16
Дудинка — Таймырский АО2,853,473,714,21
Енисейск2,152,622,803,17
Ессей — Эвенкийский АО3,113,794,064,60
Игарка2,723,313,554,02
Канск2,042,482,663,01
Кежма2,452,983,193,61
Ключи1,912,322,492,82
Красноярск1,752,132,282,59
Минусинск1,842,242,392,71
Таимба2,623,193,423,87
Троицкое2,202,682,873,25
Тура — Эвенкийский АО2,893,513,764,26
Туруханск2,563,113,333,78
Хатанга — Таймырский АО3,123,804,074,61
Челюскин. мыс — Таймырский АО3,093,754,024,56
Ярцево2,302,803,003,40
Крым Республика
Ай-Петри0,710,860,921,04
Клепинино0,340,410,430,49
Симферополь0,170,210,220,25
Феодосия0,010,010,010,01
Ялта0,010,010,010,01
Керчь0,010,010,010,01
Севастополь0,010,010,010,01
Курганская область край
Курган1,762,142,292,60
Курская область
Курск1,071,301,391,58
Липецкая область
Липецк1,331,611,731,96
Ленинградская область
Санкт — Петербург0,991,211,291,46
Свирица1,331,621,731,96
Тихвин1,251,521,621,84
Магаданская область
Аркагала2,222,702,893,28
Брохово2,192,662,853,23
Магадан (Нагаева. бухта)2,012,442,622,96
Омсукчан3,023,683,944,46
Палатка2,422,953,163,58
Среднекан3,133,804,074,62
Сусуман3,173,864,134,68
Марий Эл Республикa
Йошкар-Ола1,491,811,942,19
Мордовия Республикa
Саранск1,491,821,942,20
Мурманская область
Вайда-Губа1,071,301,391,58
Кандалакша1,621,962,102,38
Ковдор1,662,022,172,45
Краснощелье1,762,142,292,59
Ловозеро1,772,152,302,61
Мончегорск1,662,022,172,45
Мурманск1,481,811,932,19
Ниванкюль1,672,032,182,47
Пулозеро1,732,102,252,55
Пялица1,521,851,982,24
Териберка1,311,591,701,93
Терско-Орловский1,521,841,972,24
Умба1,531,861,992,26
Юкспор1,892,302,462,79
Нижегородская область
Арзамас1,531,862,002,26
Выкса1,441,751,872,12
Нижний Новгород1,461,771,902,15
Новгородская область
Боровичи1,281,561,671,89
Новгород1,241,501,611,83
Новосибирская область
Барабинск1,912,322,492,82
Болотное1,842,242,402,72
Карасук1,982,402,572,92
Кочки2,012,452,622,97
Купино1,892,302,462,79
Кыштовка2,022,462,632,98
Новосибирск1,842,242,402,72
Татарск1,872,272,432,76
Чулым2,002,432,612,95
Омская область
Омск1,832,222,382,70
Тара1,892,302,462,79
Черлак1,862,262,422,74
Оренбургская область
Кувандык1,702,062,212,50
Оренбург1,531,861,992,26
Сорочинск1,621,962,102,38
Орловская область
Орел1,111,351,451,64
Пензенская область
Земетчино1,301,581,691,91
Пенза1,331,621,731,96
Пермская область
Бисер1,812,202,362,67
Ножовка1,672,032,182,47
Пермь1,601,942,082,36
Чердынь1,832,232,392,70
Приморский край
Агзу1,932,352,512,85
Анучино1,862,262,422,74
Астраханка1,702,072,222,52
Богополь1,461,781,902,16
Владивосток1,351,651,762,00
Дальнереченск1,812,202,362,67
Кировский1,882,292,452,78
Красный Яр2,062,512,683,04
Маргаритово1,421,731,852,10
Мельничное2,002,432,602,95
Партизанск1,461,771,902,15
Посьет1,121,371,461,66
Преображение1,031,251,341,52
Рудная Пристань1,291,571,681,90
Сосуново1,531,861,992,26
Чугуевка1,942,362,532,86
Псковская область
Великие Луки1,021,241,321,50
Псков0,981,191,281,45
Ростовская область
Миллерово0,921,121,201,36
Ростов -на- Дону0,670,810,870,98
Таганрог0,650,790,840,95
Рязанская область
Рязань1,371,661,782,02
Самарская область
Самара1,551,892,022,29
Саратовская область0,010,010,010,01
Александров Гай1,461,771,902,15
Балашов1,361,661,782,01
Саратов1,201,451,561,76
Сахалинская область
Александровск- Сахалинский1,752,132,282,58
Долинск1,521,841,972,24
Кировское2,142,602,783,15
Корсаков1,341,631,741,97
Курильск0,921,121,201,36
Макаров1,581,922,062,33
Невельск1,151,401,491,69
Ноглики1,902,312,482,81
Оха2,012,442,612,96
Погиби2,022,462,632,98
Поронайск1,712,082,232,52
Рыбновск2,142,602,793,16
Холмск1,241,511,621,83
Южно- Курильск0,861,051,121,27
Южно- Сахалинск1,481,811,932,19
Свердовская область
Верхотурье1,742,112,262,56
Екатеринбург1,581,922,052,32
Ивдель1,902,312,472,80
Каменск-Уральский1,772,152,302,61
Туринск1,862,272,432,75
Шамары1,772,152,302,61
Северная Осетия Республика
Владикавказ0,560,680,730,83
Смоленская область0,010,010,010,01
Вязьма1,301,581,691,92
Смоленск1,091,331,421,61
Ставропольский край
Арзгир0,730,890,951,07
Кисловодск0,610,740,790,90
Невинномысск0,710,860,921,05
Пятигорск0,680,830,891,01
Ставрополь0,570,700,740,84
Тамбовская область
Тамбов1,361,651,772,01
Татарстан Республика
Бугульма1,692,062,202,49
Елабуга1,501,821,952,21
Казань1,441,761,882,13
Тверская область
Бежецк1,391,691,812,05
Тверь1,331,621,731,96
Ржев1,291,561,671,90
Томская область
Александровское2,112,572,753,12
Колпашево2,002,432,602,94
Средний Васюган1,992,422,592,93
Томск1,872,272,432,76
Усть-Озерное2,082,532,713,07
Тыва Республика
Кызыл2,362,873,073,48
Тульская область
Тула1,301,581,691,91
Тюменская область
Березово — Ханты- Мансийский АО2,212,692,883,27
Демьянское1,972,392,562,90
Кондинское — Ханты Мансийский АО2,012,442,612,96
Леуши1,842,242,392,71
Марресаля2,493,033,253,68
Надым2,422,943,153,57
Октябрьское2,092,542,723,09
Салехард2,462,993,203,63
Сосьва2,222,702,893,28
Сургут — Ханты-Мансийский АО2,232,712,913,29
Тарко-Сале — Ямало- Ненецкий АО2,493,033,253,68
Тобольск1,882,282,452,77
Тюмень1,742,112,262,57
Угут2,132,592,783,15
Уренгой — Ямало-Ненецкий АО2,673,243,473,94
Ханты- Мансийск — Ханты- Мансийский АО2,012,442,622,96
Удмуртская Республика
Глазов1,732,102,252,55
Ижевск1,581,922,062,33
Сарапул1,561,902,032,30
Ульяновская область
Сурское1,531,862,002,26
Ульяновск1,611,962,092,37
Хабаровский край
Аян2,082,532,713,07
Байдуков2,132,602,783,15
Бикин1,992,422,592,93
Бира2,022,462,632,98
Биробиджан2,052,492,673,02
Вяземский2,012,442,612,96
Гвасюги2,162,622,813,18
Гроссевичи1,611,962,102,38
Де-Кастри1,942,362,532,86
Джаорэ2,012,452,622,97
Екатерино- Никольское1,882,292,452,78
Комсомольск-на-Амуре2,182,652,843,21
Нижнетамбовское2,212,682,873,26
Николаевск- на-Амуре2,142,602,793,16
Облучье2,252,742,943,33
Охотск2,222,712,903,28
Им. Полины Осипенко2,282,772,973,37
Сизиман1,882,292,452,78
Советская Гавань1,702,072,212,51
Софийский Прииск2,643,223,453,90
Средний Ургал2,452,983,193,61
Троицкое2,052,502,673,03
Хабаровск1,912,322,492,82
Чумикан2,212,682,873,26
Энкэн2,102,552,733,09
Хакассия Республикa
Абакан2,072,512,693,05
Шира1,942,352,522,86
Челабинская область
Верхнеуральск1,682,042,192,48
Нязепетровск1,792,172,332,64
Челябинск1,742,122,272,57
Чеченская Республика
Грозный0,490,600,640,72
Читинская область
Агинское2,192,672,863,24
Акша2,112,572,753,12
Александровский Завод2,402,923,133,55
Борзя2,272,762,963,35
Дарасун2,152,612,803,17
Калакан2,743,333,574,04
Красный Чикой2,222,702,893,27
Могоча2,503,043,253,69
Нерчинск2,493,033,253,68
Нерчинский Завод2,312,813,013,41
Средний Калар2,903,523,774,28
Тунгокочен2,633,203,423,88
Тупик2,713,293,533,99
Чара2,733,333,564,04
Чита2,212,692,893,27
Чувашская Республика
Порецкое1,411,721,842,08
Чебоксары1,551,892,022,29
Чукотский АО (Магаднская область)
Анадырь2,513,053,273,70
Березово2,743,343,584,05
Марково2,733,323,554,02
Омолон3,203,894,174,72
Островное3,063,723,994,52
Усть-Олой3,113,784,054,59
Эньмувеем2,783,393,634,11
Якутия Республика Саха
Алдан2,553,103,323,76
Аллах-Юнь3,334,054,344,92
Амга3,193,884,164,72
Батамай3,203,894,174,72
Бердигястях3,123,804,074,61
Буяга3,013,663,924,44
Верхоянск3,464,214,515,11
Вилюйск2,943,583,834,34
Витим2,523,073,293,73
Воронцово3,273,984,264,83
Джалинда3,263,964,254,81
Джарджан3,143,824,094,64
Джикимда2,773,363,604,08
Дружина3,253,954,234,79
Екючю3,444,194,495,08
Жиганск3,123,794,064,60
Зырянка3,093,764,034,56
Исить2,853,473,724,21
Иэма3,504,264,565,17
Крест- Хальджай3,193,894,164,72
Кюсюр3,213,914,184,74
Ленск2,583,143,373,81
Нагорный2,683,273,503,96
Нера3,454,194,495,09
Нюрба2,953,593,844,35
Нюя2,623,183,413,86
Оймякон3,514,274,585,19
Олекминск2,673,253,483,94
Оленек3,103,774,044,58
Охотский Перевоз3,233,934,214,77
Сангар3,083,754,014,55
Саскылах3,253,954,244,80
Среднеколымск3,123,794,064,60
Сунтар2,783,383,624,10
Сухана3,273,984,264,83
Сюльдюкар3,013,673,934,45
Сюрен-Кюель3,063,733,994,52
Токо3,043,693,964,48
Томмот2,903,533,784,28
Томпо3,324,044,334,91
Туой-Хая2,823,433,674,16
Тяня2,793,403,644,12
Усть-Мая3,043,693,964,48
Усть-Миль3,033,683,944,47
Усть-Мома3,364,094,384,96
Чульман2,713,293,534,00
Чурапча3,233,934,214,77
Шелагонцы3,223,924,204,75
Эйик3,113,794,064,60
Якутск3,053,713,984,51
Ненецкий АО (Архангельская область)
Варандей2,222,702,893,27
Индига1,862,262,422,74
Канин Нос1,441,761,882,13
Коткино2,032,472,653,00
Нарьян-Мар2,052,492,673,02
Ходовариха2,072,522,703,06
Хоседа-Хард2,252,732,933,32
Ярославская область
Ярославль1,441,751,872,12

В п. 2.25 этого СНиП указаны факторы, определяющие глубину фундамента:

Влияние морозного пучения грунта

Под термином «морозное пучение» понимается уровень деформации грунта во время оттаивания или замерзания. Он зависит от того, какое количество жидкости содержится в слоях почвы. Чем больше этот показатель, тем сильнее промерзнет почва, поскольку по физическим законам при замерзании молекулы воды увеличиваются в объеме.


Сила морозного пучения

Еще одним фактором, влияющим на пучение при морозах, являются климатические условия региона. Чем больше месяцев с минусовой температурой, тем значительнее промерзает земля.

Больше всего подвержены морозному пучению пылеватые и глинистые грунты, они могут увеличиться в размере на 10% от своего изначального объема. Меньше подвержены пучению пески, совсем отсутствует это свойство у каменистых и скалистых.

Глубина грунтового промерзания, указанная в СНиП, рассчитывалась с учетом наихудших климатических условий, при которых снег не выпадает. Фактический уровень, на который промерзает земля, меньше, так как сугробы и лед играют роль теплоизоляторов.

Земля под фундаментом зданий промерзает меньше, так как в зимний период ее дополнительно согревает отопление.


Воздействие пучения грунта на плитный фундамент

Чтобы сберечь почву от замерзания, можно дополнительно утеплить территорию на расстоянии 1,5–2,5 метров по периметру основания дома. Так можно устроить мелкозаглубленный ленточный фундамент, являющийся, к тому же, более экономичным.

SGround.ru

Связь пучения со скоростью, глубиной промерзания

Оглавление:

  1. Введение
  2. Скорость промерзания грунта
  3. Глубина промерзания грунта
  4. Заключение
  5. Связанные статьи

Введение

Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия дневной поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость их промерзания.

Дневная поверхность грунта – жаргонный термин в строительной геологии, обозначающий поверхность современного рельефа. Можно заменить терминами: поверхность земли, уровень земли. В случае если на рассматриваемом участке выполнялась или будет выполняться планировка (насыпь или выемка грунта), то поверхность следует называть «уровень планировки»

Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от большого числа факторов: значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова и динамики изменения этих показателей в течении зимы, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации на конкретный участок поверхности, от смен холодной погоды на оттепели и от положения уровня грунтовых вод.

Скорость промерзания грунта

Увеличение объема грунта и величина подъема поверхности земли зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха и теплотехнических свойств грунта.

Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания грунт меньше увеличивается в объеме.

На величину вспучивания оказывает влияние и коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток капиллярной влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.

При быстром промерзании в грунте не успевает накопиться влага, поступающая по капиллярам, поэтому он меньше проявляет пучение

При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры за счет постоянного притока влаги по капиллярам из нижележащих слоев талого грунта, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.

Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м так как на этих глубинах больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели, что позволяет накопить в структуре грунта больше влаги в виде льда

Глубина промерзания грунта

Значение глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье подъем поверхности грунта достигает 40 см при глубине промерзания суглинистого грунта 2,6-2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучивается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.

Глубина промерзания грунта может в зависимости от региона РФ и локальных условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на северных склонах.

Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают заметно меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.

Чем более крупные частицы слагают грунт, тем больше будет глубина его промерзания при прочих равных условиях, однако крупнодисперсные грунты не подвержены пучению

Так как глубина промерзания зависит от действительно большого числа факторов, для начала разберемся что на этот счет говорится в нормативной литературе.

В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и типа грунта без учета всех остальных факторов (не учитывается снеговой покров, солнечная радиация, свойства и влажность грунта и пр.).

Действующий на данный момент норматив в области проектирования фундаментов — СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений гласит:

СП 22.13330.2016 п. 5.5.1 Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом: …- глубины сезонного промерзания грунтов. Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что ее следует определять в соответствии с ГОСТ 24847.

5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение следует вычислять по формуле

, (5.3)

где d0 — величина, принимаемая равной:

  • для суглинков и глин 0,23 м;
  • супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
  • песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
  • крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

Значение d0для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания. (прим. если промерзает несколько разных слоев то необходимо определять осредненное значение коэффициента d0)

Нормативную глубину промерзания грунта dfn в районах, где >2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, вычисляют по формуле

, (5.4)

где Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений Kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

dfn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3.

Примечания:

  1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых сооружений следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетную глубину промерзания следует определять теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также, если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
  2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении Kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

dfn — нормативная глубина промерзания, определяемая по СП 22.13330.2016 не учитывает множественные факторы т.к. нормативы нацелены на получение наиболее надежного результата. Эта величина показывает насколько промерзает грунт на свободной от снега поверхности, не прогреваемой солнцем в течении всей зимы (под навесом). Реальная глубина промерзания будет меньше или такой же в зависимости от количества снега и солнечной радиации на поверхности

Таблица 5.2

Для того, чтобы определить реальную глубину промерзания с учетом множества факторов, включая снеговой покров, солнечную радиацию и тепловой режим сооружения необходимо выполнить теплотехнический расчет. Теплотехнические расчеты сложны и трудоемки, а так же требуют большого количества исходных данных. Для отдельных случаев существуют упрощенные расчеты, некоторые из которых приведены в СП 25.13330. Вопросы теплотехники грунтов затрагиваются в этой статье.

Заключение

Для правильного учета сил морозного пучения и выбора мер по защите от его воздействия необходимо и достаточно верно определить глубину промерзания грунта. Для этого следует пользоваться расчетами, приведенными в нормативной литературе.

Учет скорости промерзания в расчетах невозможен из-за сложности определения этого показателя и его изменчивости.

Учитывать снеговой покров в надежде что он снизит глубину промерзания не следует, так как после возведения сооружения снег скорее всего будет переноситься ветром от одной части сооружения к другой и с наветренной стороны поверхность грунта будет оголена. Если же сооружение поднято над землей, то под ним будет оголенная поверхность без снега и с температурой наружного воздуха, что так же увеличит глубину промерзания.

Если глубина промерзания грунта больше 2,5 м и если среднегодовая температура в регионе отрицательная, то для определения нормативной глубины промерзания необходимо выполнять теплотехнический расчет.

Так же теплотехнический расчет следует выполнять если, например, применяется утепление грунта.

Для принятия решений по фундаментам используется расчетное значение глубины промерзания, которое в 1,1 больше нормативного для неотапливаемых сооружений и ниже нормативного для отапливаемых сооружений.

Связанные статьи

  • Теплотехнические расчеты грунтов основания
  • Выбор глубины заложения фундаментов
  • Физика процесса пучения
  • Что такое пучинистые грунты
  • Меры борьбы с морозным пучением

Влияние толщины снежного покрова

В холодные месяцы снежный покров является теплоизолятором и напрямую влияет на степень глубины промерзания грунта.


Тепловые потери в фундаменте при неправильной теплоизоляции

Обычно владельцы расчищают снег на своих участках, не догадываясь, что это может привести к деформации фундамента. Земля на участке промерзает неравномерно, из-за этого повреждается основание дома.

Дополнительной защитой от сильных морозов могут быть кустарники, посаженные по периметру здания. На них будет скапливаться снег, защищающий фундамент от низких температур.

Видео по теме: Реальная глубина промерзания грунта

Публикации по теме


Как определить глубину заложения ленточного фундамента


СНиП по свайным фундаментам


Устройство ливневой канализации согласно СНиП

Климат Самарской области

Находится этот регион страны в зоне влияния Азиатского континента. А в этой части света, как известно, температуры воздуха зимой и летом разнятся значительно. Однако климат в Самарской области все же не такой резко-континентальный, как в Азии. Смягчающее влияние на него, как и на большую часть европейской территории России, оказывает Атлантический океан.

Но в любом случае для климата Самарской области характерны малоснежные и довольно-таки морозные зимы. Продолжительность же их при этом составляет обычно не менее 150 дней в году. Среднесуточная температура в Самарской области в январе колеблется в пределах -10.9 … -13.8 оС. Поэтому глубина промерзания грунта в этом регионе России значительна.

Осадки в зимнее время года по территории Самарской области распределены довольно-таки равномерно. Но все же немного больше снега выпадает в северной части этого региона. Здесь грунт в некоторых случаях может промерзать на немного меньшую, чем на остальной территории области, глубину. Но разница эта, конечно же, незначительна.

Мелкозаглубленные основания

Таким образом, такой показатель, как глубина промерзания грунта, на самом деле очень важен. Но строят с его учетом обычно только многоэтажные здания или важные сооружения. Частники в большинстве случаев так глубоко подошву фундамента предпочитают не располагать. Подвижки из-за весеннего пучения в одно-двухэтажных зданиях их основанию и несущим конструкциям обычно особого вреда не наносят. Но касается это только тех домов, которые построены на достаточно надежных грунтах —глинах или суглинках, скале, крупном песке. В этом случае для предотвращения разрушения фундамента из-за давления почвы используется армирование. То есть в ленту или столбы вливается сетка, собранная из металлических прутов.

Бетонные конструкции способны выдерживать огромное давление на сжатие. Но в плане растяжения они достаточно надежными, к сожалению, не являются. Металлическая же арматура компенсирует этот недостаток. Также для увеличения срока службы мелкозаглубленные фундаменты в некоторых случаях могут и утепляться с применением, к примеру, пенополистирола или керамзита.

Глубина промерзания грунта в Уиле. Глубина промерзания в Уиле для различных типов грунтов и при различных типах строений — Водоснабжение и канализация

Тип грунта   Расчетная глубина промерзания грунта (м) при среднесуточной температуре воздуха внутри помещения до …
 0º С   5º С   10º С   15º С  20º С и более
Строения без подвалов с полами по грунту
 — глина и суглинок 1.32 1.18 1.03 0.88 0.74
 — супесь, песок мелкий и пылеватый 1.61 1.43 1.25 1.07 0.9
 — песок гравелистый, крупный и средней крупности 1.73 1.53 1.34 1.15 0.96
 — крупнообломочные грунты 1.96 1.74 1.52 1.3 1.09
Строения без подвалов с полами по деревянным лагам 
 — глина и суглинок 1.47 1.32 1.18 1.03 0.88
 — супесь, песок мелкий и пылеватый 1.79 1.61 1.43 1.25 1.07
 — песок гравелистый, крупный и средней крупности 1.92 1.73 1.53 1.34 1.15
 — крупнообломочные грунты 2.17 1.96 1.74 1.52 1.3
Строения без подвалов с полами по утепленному цокольному перекрытию
 — глина и суглинок 1.47 1.47 1.32 1.18 1.03
 — супесь, песок мелкий и пылеватый 1.79 1.79 1.61 1.43 1.25
  — песок гравелистый, крупный и средней крупности 1.92 1.92 1.73 1.53 1.34
 — крупнообломочные грунты 2.17 2.17 1.96 1.74 1.52
Строения с подвалами или с техническими подпольями
 — глина и суглинок 1.18 1.03 0.88 0.74 0.59
 — супесь, песок мелкий и пылеватый 1.43 1.25 1.07 0.9 0.72
  — песок гравелистый, крупный и средней крупности 1.53 1.34 1.15 0.96 0.77
 — крупнообломочные грунты 1.74 1.52 1.3 1.09 0.87
Строения с неотапливаемыми помещениями
 — глина и суглинок 1.62
 — супесь, песок мелкий и пылеватый 1.97
  — песок гравелистый, крупный и средней крупности 2.11
 — крупнообломочные грунты 2.39

Глубина промерзания грунта СНИП + методика расчета!

Для того, чтобы составить проект фундаментной опоры вашего дома прежде всего необходимо оценить характеристики грунта на вашем участке. Так, на степень заглубленности ленточных фундаментов напрямую влияет уровень промерзания грунтов. Кроме того, грунт разного состава при замерзании может по-разному увеличиваться в размерах. Эту характеристику называют «пучинистостью». Также, на конструкцию будущего фундамента влияет и уровень подъема грунтовых вод.

Характеристика грунтов на участке напрямую влияет как на конструкцию будущего фундаментного основнаия дома, так и на материал его изготовления. Для того, чтобы понять, какой дом и фундамент под него на вашем участке можно построить, а какой нельзя – прежде всего необходимо провести изыскательские работы.

Часть характеристик грунта участка можно взять из широко распространенных таблиц. К таковым особенностям относится, например, глубина промерзания грунта СНиП.

На всей территории бывшего СССР в свое время были проведено геолого-изыскательские работы, которые определили, на какой глубине промерзает зимой вода в грунте в том или ином регионе. На основании полученных данным были составлены карты, позволяющие легко определить глубину зимнего промерзания грунта в конкретном регионе.

Глубина сезонного промерзания грунта

Исходя из конкретной величины промерзания грунта на участке, Строительные нормы и правила (или, сокращенно СНиПы) и предписывают возможность применения того или иного варианта строительства фундамента и здания.

А настоящее время на территории нашей страны действуют следующие стандарты, описывающие правила строительства зданий и сооружений:

  • СНиП  2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», к нему существует также целый ряд пособий, который описывает процесс проектирования строений.
  • Кроме того, влияние климата на строительство зданий описывается в СНиП 23-01-99.
  • Суть правил в данных документах, регулирующих величину заглубления фундаментного основания заключается в следующем:
  • при строительстве фундаментов необходимо тщательно учитывать назначение и конструкцию проектируемых сооружений, максимальные нагрузки на фундамент.
  • глубина залегания фундаментных оснований также зависит от характеристики примыкающих сооружений, и того, на какую величину закопаны в землю инженерные сооружения.
  • также при подготовке проекта фундамента необходимо оценить рельеф участка местности строительства.
  • большую роль в определении глубины залегания фундамента играют физические характеристики почвы и ее внутренне строение (наличие пустот и водоносных слоев),
  • гидрогеология также влияет на глубину залегания фундаментных оснований. Грунтовые воды могут существенно изменить проект вашего здания.
  • ну и конечно же на глубину залегания фундамента согласно действующим СНиПам будет оказывать виляние сезонная глубина промерзания грунта.

Как рассчитать глубину промерзания грунтов, руководствуясь  СНиП

Существует специальная формула, согласно которой вы можете рассчитать глубину промерзания грунтов на вашем участке местности самостоятельно.

Глубина промерзания составит: корень квадратный, извлеченный из суммы среднемесячных отрицательных температур, перемноженный на коэффициент для конкретного грунта.

  • 0,23 для глины и суглинка,
  • 0,28 для песка и супесей,
  • 0,3 для крупнозернистых песков,
  • 0,34 для грунта, состоящего из крупных обломков.

Показатели отрицательных температур вы сможете взять из метеорологических справочников или из СНиПа 23-01-99, описывающего климатические условия.

Для простоты расчета, допустим, что в вашем регионе отрицательные температуры фиксируются четыре месяца, по «-10» градусов в каждом. Итого сумма отрицательных  показателейтемператур составит «40». Квадратный корень из этой величины составит «6,32». Умножаем для коэффициент для глинистого грунта «0,23» и получаем глубину промерзания глинистого грунта в таком регионе 1,45 метра.

Морозная пучинистость грунта и ее влияние на фундамент

Еще одной важной характеристикой грунта, влияющей на проект конструкции фундамента является его пучинистость. Этим термином определяют степень расширения грунтов при зимнем замерзании в них влаги. Как известно, вода при замерзании значительно увеличивается в объеме, таким образом грунт, содержащий большое количество влаги при замерзании будет расширяться, вспучиваться.

Наиболее подвержены такому расширению грунты, содержащие мелкий песок или глину. Они чрезвычайно эффективно впитывают влагу, вбирая в себя большую массу воды. Вследствие этого при замерзании их объем может увеличиваться до 10 процентов. Это довольно существенная величина. Получается, что при глубине промерзания грунта в 1,5 метра при замерзании его объем увеличится на 15 сантиметров.

Чтобы понять степень пучинистости грунта на вашем участке – ознакомьтесь с приведенной таблицей.

Таблица — глубина промерзания грунта СНИП

На глубину промерзания грунта также влияет и толща снежного покрова. Очевидно, что чем толще снежный покров, тем лучше сохраняется тепло в грунте. Впрочем, эта величина достаточно ненадежная и может колебаться от сезона к сезону.

График зависимости промерзания грунта от толщины снежного покрова

Таким образом, чистка участка от снега играет двоякую роль. В тех местах, где вы складываете сугробы – величина промерзания грунта уменьшается, а вот при расчистке снега возле фундамента вашего строения – наоборот увеличиваете глубину промерзания грунтов. Соответственно это увеличивает влияние замороженного расширяющегося грунта на фундаментное основание. Сформируйте вокруг фундаментной опоры вашего дома снежный сугроб, и вы примерно на 15 процентов уменьшите влияние холодной погоды на ваш фундамент. А когда придет весна и температура начнет повышаться – просто откиньте сугроб от дома.

Калькулятор для расчета промерзания грунта в регионе

Калькулятор для расчета глубины промерзания грунта

Видео — как пользоваться калькулятором для расчет глубины промерзания грунта

Техника замораживания грунта для стабилизации грунта – применение, преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Замораживание грунта — это метод стабилизации грунта, осуществляемый путем непрерывного охлаждения грунта. Обсуждаются методы, области применения и преимущества замораживания грунта. Существует множество способов и методов стабилизации грунта для глубокой выемки грунта или проходки туннелей. Некоторые из них – затирка, метод термической обработки и многое другое. Одним из распространенных и популярных методов, используемых в последнее время, является метод замораживания грунта.Замораживание грунта — это процесс превращения поровой воды или пор в лед путем постоянного охлаждения почвы. Водоносный грунт очень рыхлый и не имеет достаточной прочности на сжатие и сдвиг, чтобы выдерживать собственные нагрузки. Для увеличения этих сил и придания водоносным слоям временно непроницаемых свойств применяется метод промерзания грунта. Обычно это делается для обеспечения опоры конструкции, временной поддержки и предотвращения стока грунтовых вод на территорию площадки. Когда водоносные слои взъерошиваются, вода в них превращается в лед, который становится уплотнением против воды и укрепляет почву.При затирке используются посторонние материалы. Но в этом методе не требуется дополнительного материала, а после завершения работ грунт возвращается в обычное состояние, как и прежде. Этот метод можно использовать в любом типе почвы, независимо от размера, формы или глубины выемки грунта или горной породы, независимо от структуры, размера зерна или проницаемости. Тем не менее, он лучше всего подходит для мягкого грунта, а не для каменистых условий. Он применим к широкому спектру почв, но для образования прочной ледяной стены требуется значительное время, и замораживание должно поддерживаться постоянным охлаждением столько времени, сколько потребуется.

История технологии замораживания грунта Метод искусственного замораживания грунтов был открыт немецким ученым Ф. Германом Пётчем в 1883 г. Впервые он был применен в Америке на шахтной компании Чапин в Айрон-Маунтин, где замораживание производилось на глубину до 100 футов. Тем не менее, обеспечение контроля грунтовых вод и поддержки земляных работ для проходки шахты остается основным применением. На самом деле, для глубоких стволов лучшего метода еще не придумали.

Условия, при которых замораживание грунта наиболее эффективно
  • Грунт, доступность которого при бурении, струйной цементации, грейферных земляных работах или других инструментах для вертикальной резки ограничена.
  • Насыпной грунт и грунт с искусственными препятствиями.
  • Нетронутый грунт, содержащий булыжники, валуны или неровную границу между почвой и скалой.
  • Земля, которая была нарушена из-за нестабильных условий или притока воды.

Принципы замораживания грунта Основным принципом этого метода является преобразование воды в лед методами внешней заморозки для создания гидрозатвора и укрепления почвы. Эффективность замораживания зависит от присутствия воды для образования льда, цементирования частиц и увеличения прочности грунта до эквивалента мягкой или средней породы.Если в почве недостаточно воды, чтобы заполнить все поры при замерзании, то может потребоваться дополнительная вода, чтобы поры были полностью закрыты. Этот метод очень эффективен в местах, где грунт состоит из ила. Другие методы затирки не могут быть применены из-за очень мелких пор. Прочность, достигаемая грунтом после укладки этим методом, зависит от температуры промерзания, влажности и характера грунта. После того, как начальное замораживание завершено и замороженный барьер установлен, требуемая холодопроизводительность значительно снижается для поддержания морозного барьера.Когда грунтовые воды превращаются в лед, происходит незначительное расширение, около 9% расширения, которое не оказывает серьезного напряжения или напряжения на почву. Поскольку это искусственный метод охлаждения, равномерное замораживание может быть применено к любому типу почвы, что обеспечивает большую безопасность по сравнению с различными методами цементации. Как и во всех методах обработки грунта, необходимо адекватное исследование места, чтобы можно было выбрать наилучшую систему и спроектировать соответствующий набор морозильных труб и выбрать установку соответствующей мощности.После того, как процесс замораживания начался, необходимо следить за формированием барьерной стенки и проверять завершение замораживания. В процессе бурения устанавливаются термометрические трубы для измерения температуры грунта.

Типы методов замораживания грунта

Типы методов замораживания грунта, используемых для временной поддержки выработки тоннеля, обсуждаются ниже:
  1. Косвенный метод
  2. Прямой метод

Непрямой метод замораживания грунта Этот метод замораживания обычно используется повсеместно для стабилизации выработок тоннелей.В этом методе вторичный теплоноситель циркулирует по трубам, которые вбиты в землю. На рисунке показано схематическое изображение метода непрямого замораживания грунта. В этом методе используются два хладагента. Первый – это аммиак, а второй – хлористый кальций. Аммиак сжимается в морозильной камере и поступает на охлаждение. Конденсатор охлаждает аммиак из газообразной формы в жидкую. Вода охлаждается в холодильном агрегате. Этот жидкий аммиак пропускается, и вторичный теплоноситель охлаждается жидким аммиаком.Охлажденный соляной раствор подается по трубам, проложенным параллельно земле. Эти трубы замерзают, и окружающий их участок земли также замерзает. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не замерзнет необходимый участок земли. Время, необходимое для замораживания грунта, очевидно, будет зависеть от производительности морозильной установки по отношению к объему замораживаемого грунта, а также от расстояния и размера морозильных труб и содержания воды в грунте.

Прямой метод замораживания грунта Этот метод также делится на два типа:
1. Прямая, путем циркуляции основного хладагента через заземляющие трубы В этом методе прямого замораживания в грунте в процессе замораживания используется только аммиак. Процесс такой же, как и при непрямом методе, но здесь используется только один хладагент. Аммиак сжимается и поступает в трубы, закопанные в землю. Этот аммиак замораживает трубы, которые, в свою очередь, замораживают окружающую землю. Время, необходимое для этого процесса, такое же, как и для косвенного процесса, но эффективность выше по сравнению с косвенным методом.Выбор будет зависеть от наличия завода, оценки стоимости и, возможно, личных предпочтений.
2. Прямой, путем закачки в землю теплоносителя, например, жидкого азота Этот метод не требует муравьиной холодильной установки. Аммиак доставляется на объект под умеренным давлением и хранится на объекте в изолированных резервуарах. Трубы забиваются в землю с обеспечением обратки для отвода в атмосферу. Есть преимущество для экстренного использования, т.е.е. быстрая заморозка без сложной стационарной техники и оборудования. Это может быть выгодно вдвойне на объектах, удаленных от источников питания. В таких условиях азот можно сбрасывать непосредственно через трубы, вбитые в землю, и выпускать его в атмосферу. Необходимо соблюдать меры предосторожности для адекватной вентиляции. Скорость замораживания грунта с помощью N2 намного выше, чем с другими методами, дни, а не недели, но жидкий азот стоит дорого. Этот метод особенно подходит для короткого периода замораживания, примерно до 3 недель.Его можно использовать в сочетании с другими процессами с тем же набором труб для замораживания и сетью изолированных распределительных труб, в которых сначала используется жидкий азот для быстрого замораживания, а затем обычное охлаждение для поддержания условий во время выполнения работы. . Это может помочь, когда естественный поток грунтовых вод затрудняет начальное замерзание.

Преимущества метода замораживания грунта
  • Временное подкрепление прилегающей конструкции и опора при постоянном подкреплении.
  • Проходка ствола через водоносный грунт.
  • Строительство шахты полностью в несвязном водонасыщенном грунте.
  • Проходка туннеля через всю поверхность зернистого грунта.
  • Проходка туннеля через смешанный грунт.
  • Стабилизация грунта.

Недостатки метода замораживания грунта:
  • Очень дорого.
  • Требуется постоянный контроль.
  • Объемное расширение воды при замерзании, приводящее к пучиниванию грунта и оседанию оттаивания.
Подробнее:

Методы улучшения грунта для стабилизации грунта для различных целей

Метод вибростабилизации грунта

Методы улучшения грунта для стабилизации грунтов основания

Замораживание грунта | Geoengineer.org

В этом отчете представлен подробный обзор искусственного замораживания грунта (AGF) как метода улучшения условий на площадке для проектов гражданского строительства.

Искусственное замораживание грунта (AGF) — это метод улучшения грунта, при котором грунтовая масса определенной геометрии замораживается с использованием процесса охлаждения с использованием хладагента, либо охлажденного солевого раствора, либо жидкого азота, который циркулирует через замораживающие трубы, встроенные в земля. AGF обычно используется для стабилизации грунта и контроля грунтовых вод в самых разных областях, включая все типы почв.

Этот отчет основан на обзоре доступной литературы по замерзанию грунта и содержит краткую историю промерзания грунта и его влияния на типичные инженерно-геологические свойства.Далее обсуждаются соображения по внедрению замораживания грунта в полевых условиях, а также преимущества и недостатки процесса. Наконец, рассматриваются два тематических исследования внедрения AGF в полевых условиях.

История

Искусственное замораживание грунта (AGF) — это метод стабилизации грунта, включающий отвод тепла от грунта для замораживания поровой воды в грунте. Концепция замораживания грунта была впервые представлена ​​во Франции, а промышленное применение восходит к 1862 году, когда оно использовалось в качестве метода строительства шахтных стволов в Южном Уэльсе (Schmidt 1895).В конечном итоге этот метод был запатентован немецким горным инженером Ф. Х. Поетчем в 1883 году (иногда его называют процессом Поетча). Этот метод включает систему труб, состоящую из внешней трубы и концентрических внутренних подводящих труб, по которым циркулирует охлажденный хладагент (обычно рассол хлорида кальция). Охлаждающая жидкость перекачивается по внутренней трубе и обратно по внешней трубе. Затем он снова охлаждается в процессе охлаждения и возвращается по системе трубопроводов. Дальнейшее развитие техники AGF произошло во Франции в 1962 году, когда жидкий азот (LN2) был закачан в морозильные трубы вместо охлажденного соляного раствора хлорида кальция.Это позволяет гораздо быстрее заморозить грунт, если это необходимо. Жидкий азот проходит через морозильные трубы и испаряется в атмосферу (Sanger and Sayles 1979).

В настоящее время AGF применяется в самых разных инженерных проектах, где важны стабильность, состояние грунтовых вод и локализация. Примеры ситуаций включают: строительство вертикального ствола для добычи полезных ископаемых или туннелей, стабилизацию неинженерных земляных насыпей (большие препятствия), участки, требующие горизонтального доступа (например,грамм. навес ТПМ для строительства поперечного прохода), латеральная и вертикальная локализация загрязнения, перенаправление загрязнения, отсечение грунтовых вод (может быть привязано к коренной породе) и аварийная поддержка/стабилизация с использованием жидкого азота (Schmall and Braun 2006).

Во время процесса тепло отводится от почвы по цилиндрической схеме вокруг морозильных труб. При этом образуются столбы мерзлого грунта. Столбцы продолжают расширяться, пока не пересекутся. Отсюда замороженная масса будет расширяться наружу, создавая стену или сплошное кольцо из мерзлого грунта (Сэнгер и Сейлз, 1979).

В следующих разделах описывается влияние AFG на инженерные свойства грунтов, а именно на гидравлическую проводимость, жесткость, прочность на сдвиг и способность изменять объем. Кроме того, вводятся лабораторные испытания и классификация мерзлых грунтов по стандартам JGS и ASTM.

Гидравлическая проводимость мерзлых грунтов

При применении в проектах гражданского строительства для удержания или контроля подземных вод мерзлый грунт практически непроницаем.Ледяные трещины также имеют свойство заживать при повторном замораживании. Проблемы с проницаемостью возникают, когда процедуры замораживания выполняются неправильно, и грунт не промерзает полностью как единая масса, оставляя «окна» из незамерзшего грунта, которые могут поставить под угрозу способность мерзлого барьера удерживать и контролировать грунтовые воды или изолировать загрязняющее вещество в грунте. . Окна незамерзшей почвы часто обнаруживаются и измеряются с помощью ультразвукового метода измерения (Jessberger 1980).

Прочностные характеристики мерзлых грунтов

Прочностные характеристики мерзлых грунтов, как и любых других грунтов, зависят от ряда факторов, включая тип грунта, температуру, ограничивающее напряжение, относительную плотность и скорость деформации.Мерзлые грунты обладают большей прочностью, чем немерзлые грунты. Как правило, прочность мерзлого грунта увеличивается по мере снижения температуры и увеличения всестороннего напряжения.

Да Ре и др. В 2003 г. было проведено исследование трехосных прочностных характеристик замороженного манчестерского мелкозернистого песка (MFS), в котором образцы были изготовлены с различной относительной плотностью (20–100%), ограничивающими напряжениями (0,1–10 МПа), скоростями деформации (3 x 10-6 — 5 x 10-4 с-1) и температуры (от -2 до -25°C).

Результаты, представленные графически на рис. 1, показывают две отдельные области деформации, в которых мерзлый грунт действует по-разному.Небольшие деформации (менее 1% в осевом направлении) приводят к увеличению линейной прочности с наклоном (модулем), не зависящим от относительной плотности или ограничивающего напряжения. Величина начального предела текучести (во всех случаях при осевой деформации 0,5-1 %) увеличивается с увеличением скорости деформации и понижением температуры. Поведение при больших деформациях включает размягчение при деформации, демонстрируемое образцами, полученными при низкой относительной плотности и при низком всестороннем напряжении, до упрочнения при деформации, проявляемое образцами, приготовленными при высокой относительной плотности и высоком ограничивающем напряжении.

Рис. 1. Прочностные характеристики MFS (Da Re et al. 2003) исследование объясняется Корнфилдом и Зубеком, 2013. Они заявляют, что снижение напряжения выше начального предела текучести происходит из-за увеличения дробления и плавления под давлением замерзшей поровой воды. Ян и др. 2009 и Сюй и др. 2011 также показал, что по мере увеличения всестороннего давления прочность на сдвиг достигает пика, а затем снижается из-за дробления льда и таяния под давлением.Как правило, при температуре -10°C мерзлые пески и мерзлые глины имеют прочность на сжатие 15 МПа и 3 МПа соответственно (Klein 2012).

Прочность замороженной глины на сжатие была проанализирована Li et al. при переменных температурах, скоростях деформации и плотности в сухом состоянии. Глина была уплотнена до трех различных плотностей в сухом состоянии и имела предел текучести 28,8% и предел пластичности 17,7%. Испытания на одноосное сжатие проводились при различных температурах (от -2 до -15°C) и различных скоростях деформации (примерно от 1 x 10-6 до 6 x 10-4 с-1) при каждой плотности в сухом состоянии.Результаты исследования показали, что поведение прочности аналогично исследованию, проведенному Da Re et al. для замороженного МФС. Прочность на сжатие испытанной глины увеличивалась с увеличением скорости деформации, понижением температуры и увеличением плотности в сухом состоянии, аналогично поведению MFS, испытанному в исследовании Da Re et al. изучать. Кроме того, замороженные глины демонстрировали как деформационное упрочнение, так и деформационное размягчение после достижения начального предела текучести, которое сильно зависело от времени до разрушения, которое само по себе зависит от скорости деформации.Результаты исследования показали, что образцы мерзлой глины, нагруженные при низких скоростях деформации, достигли низкой прочности на одноосное сжатие (примерно 2 МПа, определяемой при деформации 10%, если не было достигнуто разрушения) при более длительном времени до разрушения, но проявляли свойства деформационного упрочнения. И наоборот, образцы замороженной глины, нагруженные с высокой скоростью деформации, достигли гораздо более высокой прочности на одноосное сжатие (примерно 6 МПа при разрушении), но показали размягчение при деформации (Li et al. 2004).

Жесткость мерзлых грунтов

Обычно мерзлые грунты более жесткие, чем незамерзшие.Да Ре и др. в своем исследовании прочности мерзлого грунта по MFS провели исследование модуля Юнга. Они обнаружили, что замороженный MFS имеет модуль Юнга примерно от 23 до 30 ГПа. Поскольку поведение прочности замороженного MFS при малой деформации было одинаковым для всех протестированных переменных, модуль Юнга не зависел от тестируемых переменных (относительная плотность, ограничивающее напряжение, скорость деформации и температура).


Рисунок 2. Нормализованное поведение напряжения-деформации MFS (Da Re et al.2003)

Рисунок 2 из Da Re et. al., 2003 показывает независимость модуля Юнга мерзлых песков путем нормализации напряжения сдвига с начальным пределом текучести. На рис. 2 также показаны различные объемные деформации из-за деформационного упрочнения или размягчения замороженного MFS после начального предела текучести, что обозначено поведением напряжение-деформация типа A, B, C или D.

Характеристики изменения объема мерзлого грунта

Во время фазового перехода из жидкого состояния в твердое вода увеличивается в объеме примерно на 9%, что приводит к вспучиванию грунта на поверхности земли (Lackner et al.2005). Вздутие из-за объемного расширения может привести к повреждению близлежащих конструкций (тоннелей, наземных сооружений) во время замерзания и оттаивания, поэтому во время AGF важно понимать свойства грунта и то, как они влияют на пучение грунта. Почва, проявившая пучение, также испытает осадку при оттаивании, что необходимо учитывать. В грунте также могут наблюдаться изменения объема из-за ползучести при нагрузке.

Пучение почвы происходит в почвах, где линзы льда образуются в пустотах. Структура грунта должна способствовать переносу воды из окружающих пустотных пространств к промерзающему фронту ледяной линзы за счет капиллярных сил.По этой причине илистые почвы особенно восприимчивы к заморозкам (Видианто и др., 2009).

Также важно отметить, что в некоторых случаях глины могут проявлять низкую морозостойкость. По мере того, как фронт промерзания движется наружу, глины проявляют вспучивание из-за объемного расширения ледяной линзы, однако перед фронтом промерзания может происходить консолидация, когда отрицательное поровое давление создается движением воды в зону промерзания. Чистый эффект пучения и консолидации под ледяной линзой может быть небольшим или незначительным на поверхности (Han and Goodings, 2006).Несмотря на это, почва на конкретном участке должна быть проверена на морозоустойчивость, если ожидается, что морозное пучение будет проблемой для близлежащих сооружений.

Общие лабораторные испытания мерзлых грунтов

Что касается мерзлых грунтов, ASTM и JGS имеют некоторые стандарты для лабораторных испытаний. Однако многие из этих испытаний либо применяются к покрытиям, многократным циклам замораживания-оттаивания, либо предоставляют информацию только в направлении теплового потока. JGS 0171-2003 представляет собой метод испытаний для прогнозирования морозного пучения грунта.В этом стандарте используется уравнение Такаши для морозного пучения в направлении теплового потока. Кани и др. 2013 предложил использовать трехмерный метод оценки с использованием уникального лабораторного оборудования и моделирования методом конечных элементов.

В настоящее время существуют стандарты для определения прочностных свойств при постоянной деформации (ASTM D7300-11) и свойств ползучести (ASTM D5520-11). Оба этих испытания проводятся при одноосном сжатии. Стандарты для трехосных испытаний незамерзшего грунта не применяются к мерзлым грунтам, и для получения сопоставимых результатов необходимы новые стандарты.

В настоящее время для мерзлых грунтов используется множество нестандартизированных лабораторных и полевых испытаний, включая (Oestgaard and Zubeck 2013):

  • Прямой сдвиг (Bennett and Nickling 1984, Yasufuku et al. 2003).
  • Трехосное сжатие (Baker et al. 1984, Arenson et al 2004).
  • Одноосное растяжение (Zhu and Carbee 1987, Erckhardt 1981).
  • Постоянная ползучесть (Andersland and Ladanyi 2004).
  • Тест на релаксацию (Andersland and Ladanyi 2004).
  • Thaw Consolidation (Моргенштерн и Никсон, 1971).
  • Ползучесть манометра (Ladanyi 1982).
  • Релаксация давления (Ladanyi 1982, Ladanyi and Melouki 1992).

Классификация мерзлых грунтов

Классификация и описание мерзлых грунтов в настоящее время документированы ASTM D4083-89 (повторно утвержденным в 2007 г.). Это включает описание как почвенной фазы, так и ледяной фазы материала. Описание фазы почвы такое же, как и для незамерзшей почвы, ASTM D2488.Затем замороженная фаза классифицируется в одну из двух групп: N для почвы без видимого льда и V для почвы со значительным видимым льдом.

Эти группы впоследствии разбиты на подгруппы, описанные в стандарте. На рисунках 3 и 4 показаны визуальные представления классификации видимого льда и отсутствия видимого льда в соответствии со стандартом ASTM D4083-89.

Рисунок 3. Видимый лед, структурированный в мерзлом грунте (ASTM D4083-89)

Видимый лед представлен черным цветом на рисунке 3.Видимый лед может существовать в структуре почвы в виде отдельных карманов льда (Vx), покрытий вокруг частиц почвы (Vc), неправильных образований (Vr) или слоистых образований (Vs).

Рисунок 4. Структура мерзлого грунта без видимого льда (ASTM D4083-89)

Как и на рисунке 3, лед представлен черным цветом на рисунке 4. мерзлый грунт, мерзлый грунт классифицируется по тому, насколько хорошо образец связан льдом.Мерзлая почва без видимого льда может быть плохо связана (Nf), хорошо связана без избыточного льда (Nbn) или хорошо связана с избыточным льдом (Nbe).

Sayles et al. 1987 дает несколько рекомендаций для полного описания мерзлого грунта. К ним относятся символ и описание USCS незамерзшей почвы, символ и описание мерзлой почвы, гранулометрический состав, пределы Аттерберга, а также физические свойства, такие как содержание льда (замороженная), содержание воды (незамерзшая), удельный вес, удельный вес почвы, насыщение. процент и соленость.Эти параметры оказывают сильное влияние на морозостойкость и поведение грунта. Для искусственного замораживания грунта рекомендуется использовать систему, описанную Andersland and Anderson 1978 (Sayles et al. 1987). Стилл и др. В 2013 г. было предложено разработать стандартизированное индексное тестирование для использования в классификации мерзлых грунтов.

Замораживание грунта в полевых условиях может выполняться с использованием различного оборудования, охлаждающих жидкостей и процедур. В следующих разделах приводится общий обзор реализации замораживания грунта.

Оборудование

Для наземной заморозки требуется мобильная холодильная установка. Установка может работать на хладагентах, таких как аммиак или CO2, и работает для отвода тепла от циркулирующей жидкости, которая обычно представляет собой рассол хлорида кальция или хлорида магния (Jessberger 1980).

Рисунок 5. Мобильные холодильные установки во время AGF (SoilFreeze)

Для большинства проектов обычно достаточно температуры рассола -25°C или ниже. Также доступны коммерческие рассолы, разработанные специально для использования с AFG.Важно исследовать свойства этих охлаждающих жидкостей, чтобы обеспечить совместимость с другим оборудованием (например, коррозия труб). Используемый хладагент может зависеть от температурных требований проекта, рассол хлорида магния замерзает при -34°C, а рассол хлорида кальция замерзает при -55°C.

LN2 кипит при температуре -196°C и может использоваться вместо обычного хладагента. Из-за крайне низкой температуры LN2 промерзание почвы при контакте с LN2 происходит гораздо быстрее.Таким образом, полное замораживание может быть выполнено намного быстрее с использованием жидкого азота вместо охлажденного рассола. Однако из-за более высокой стоимости это обычно используется для аварийной стабилизации, краткосрочной заморозки и проектов небольшого объема. В этом случае LN2 доставляется на площадку в специальных резервуарах для хранения и вставляется непосредственно в морозильные трубы. Он не циркулирует через холодильную установку. Скорее, ему позволяют испаряться на поверхности, как показано на рис. 5, после того, как он отводит тепло от почвы (Jessberger 1980).

Рисунок 6. Испарение жидкого азота во время AGF («замораживание грунта»)

В таблице 1 представлена ​​основная сводка относительных сравнений между охлажденным соляным раствором хлорида кальция и жидким азотом (LN2).

Таблица 1. Краткая информация о свойствах рассола хлорида кальция и жидкого азота для AGF

В более холодном климате можно использовать термосифоны для достижения температуры, необходимой для замораживания почвы. Термосифоны осуществляют конвекцию рабочей жидкости для отвода тепла от грунта и передачи его воздуху у поверхности земли.Чтобы этот процесс работал, температура окружающего воздуха должна быть ниже температуры земли, поэтому он обычно используется в холодных регионах. Рабочая жидкость термосифона закапывается в землю, где содержащаяся в ней жидкость поглощает тепло, испаряется и поднимается вверх по сифону. Там он охлаждается окружающим воздухом, заставляя его конденсироваться и возвращаться на дно термосифона. Этот процесс показан на рисунке 6 ниже. Этот процесс является энергоэффективным, однако для его эффективного использования в процессе AGF требуется температура воздуха ниже точки замерзания.Если требуется дальнейшее замораживание, термосифоны с электроприводом можно использовать для снижения температуры грунта после достижения температуры окружающего воздуха (Wagner and Yarmak 2013).

Рисунок 7. Схема пассивного термосифона (Вагнер и Ярмак, 2012 г.)

Морозильные трубы могут быть изготовлены из различных материалов. Типичная установка может включать стальные наружные трубы диаметром 5 дюймов и пластиковые (например, полиэтиленовые) внутренние трубы диаметром 3 дюйма (Klein 2012). Трубы замораживания должны стоять вертикально и выдерживать боковое давление грунта, связанное с площадкой.Согласно историческому правилу, замораживающие трубы должны выдерживать давление 13 кПа на метр глубины заложения шахты (Klein 2012). Необходимо следить за целостностью замерзающих труб, чтобы предотвратить их повреждение из-за пучения грунта.

Одним из наиболее важных аспектов проекта AGF является мониторинг состояния почвы во время замерзания и оттаивания. Обычно рядом с мерзлой стеной бурят скважину, где устанавливают датчики температуры для контроля температуры грунта. Это имеет жизненно важное значение для конечного продукта (мерзлая отсечная стенка, мерзлая грунтовая масса и т.д.).Кроме того, отслеживаются вздутие и осадка грунта из-за замерзания и оттаивания грунта после завершения проекта. Если предстоит земляная работа за мерзлой стеной, для измерения прогиба стены можно использовать прогибометры, экстензометры и инклинометры. Чтобы определить, существуют ли какие-либо окна непромерзшего грунта в массиве мерзлого грунта, можно провести ультразвуковые измерения. Наконец, при необходимости выполняются специальные проектные измерения, такие как давление пучения и деформации существующих конструкций из-за пучения (туннелирование, фундаменты, специальные соображения проекта) (Jessberger, 1980).

С помощью компьютерных систем большая часть процесса AGF автоматизирована.

Автоматический сбор данных используется для измерения температуры и отклонения. Кроме того, компьютерные системы регулируют подачу теплоносителя в морозильные трубы для более точного контроля температуры грунта.

Методы проектирования и соображения

Возможно, самым важным шагом в обеспечении успешного внедрения AGF является характеристика площадки, как и для всех инженерно-геологических проектов.Тип грунта и грунтовые воды должны быть точно охарактеризованы, чтобы мерзлый грунт соответствовал проектным требованиям. В частности, для проектов AGF всегда следует брать пробы почвы и проверять их тепловые свойства. Подземные воды также проверяются на температуру и скорость замерзания. Высокая скорость грунтовых вод (> 2 м/сут) создает проблемы при промерзании грунта и может привести к образованию несплошностей. Меньшее расстояние между трубами, несколько рядов или использование LN2 можно использовать для противодействия высокой скорости грунтовых вод (FHWA 2013, Klein 2012).

Ксантакос и др. В 1994 г. рекомендуется, чтобы для труб диаметром 120 мм или меньше использовалось отношение расстояния между замораживающими трубами к диаметру, меньшее или равное 13. Необходимо также учитывать соленость грунтовых вод. На участках с высокой засоленностью будет наблюдаться ухудшение температуры замерзания и снижение прочности замерзания. По мере повышения солености морозное пучение, оседание оттаивания и сила пучения будут уменьшаться (Hu et al. 2010). Некоторые из этих изменений полезны, однако конечным результатом является менее консервативный план, если соленость не учитывается должным образом.Кроме того, соленость поровой воды может быть неоднородной. Области с более высокой концентрацией могут образовывать карманы незамерзшей воды или пленки незамерзшей воды вокруг частиц (Hu et al. 2010).

Дальнейшее рассмотрение помимо свойств почвы и грунтовых вод включает температуру окружающего воздуха, сроки реализации проекта и риск, а также ожидаемое пучение и осадку почвы. Если температура окружающего воздуха достаточно низкая, термосифоны могут быть более энергоэффективным решением. В случае чрезвычайной ситуации, требующей немедленного замораживания грунта, например, локализация загрязненного грунта или вопросы планирования строительства, вместо охлажденного рассола в качестве хладагента может использоваться жидкий азот.Наконец, конструкции также должны быть чувствительны к ожидаемому пучению грунта при замерзании и оседанию при оттаивании. Фазовый переход от воды к льду может вызвать увеличение объема до 9%, что приводит к вздыманию почвы во время замерзания (Lackner et al, 2005).

Расчетные параметры, определенные на основе характеристик объекта, часто моделируются с использованием компьютерных программ метода конечных элементов (МКЭ), таких как Ansys. Это может быть необходимо для более сложных сценариев и подземных условий. Дополнительные программы, такие как SEEP/W и AIR/W от GeoStudio, могут при необходимости моделировать граничные условия конвективной поверхности (Geo-Slope).TEMP/W используется в GeoStudio для моделирования тепловых изменений в грунте.

Благодаря своим непроницаемым свойствам мерзлый грунт является отличным материалом для изоляции от грунтовых вод. Замораживание грунта использовалось для создания водонепроницаемого уплотнения вокруг раскопок в соляных шахтах и ​​вокруг них. Он также может быть связан с коренной породой и другими особенностями недр (Schmall and Braun 2006). Это создает непроницаемый барьер, который может проникать в трещиноватую коренную породу. Следует отметить, что гидравлическая проводимость породы может увеличиваться после оттаивания за счет дальнейшего раскрытия трещин при промерзании.

Время заморозки

Искусственное замораживание грунта может занять много времени. Охлажденный рассол лучше подходит для проектов с более длительными временными рамками, порядка недель или месяцев. Рассол циркулирует по системе трубопроводов во время фазы замерзания, пока земля полностью не замерзнет. После того, как почва достаточно промерзла, температуру поддерживают постоянной на этапе обслуживания. Жидкий азот можно использовать для быстрого замораживания грунта, так как его температура намного ниже, а заморозка может быть достигнута за считанные дни.Он часто используется в чрезвычайных ситуациях, когда необходима быстрая стабилизация или локализация (van Dijk and Bouwmeester-van der Bos, 2001). Время застывания зависит от нескольких факторов, главными из которых являются расстояние между трубами и температура. Столб замерзания распространяется радиально вокруг каждой трубы. Грунт считается полностью мерзлым, когда промерзающие столбы перекрылись и все пространство между ними промерзло. Большее расстояние коррелирует с более длительным временем замораживания (Johansson 2009).

Рисунок 8.AGF с рассолом, требуемое время замерзания в зависимости от расстояния между трубами (по Jessberger and Vyalov 1978)

Рисунок 8 иллюстрирует эту зависимость как для песчаных, так и для глинистых почв. Глинистые грунты, как правило, требуют более длительного времени замерзания, чем песчаные, при том же расстоянии между трубами. Более высокое содержание влаги потребует более длительного времени замораживания, поскольку необходимо заморозить большее количество воды. Как и ожидалось, более низкая температура рассола уменьшит необходимое время замораживания.

Стоимость

Стоимость типичного проекта AGF может сильно различаться в зависимости от потребности в энергии, размера зоны замораживания, конкретных трудностей на месте, хладагента (жидкий азот намного дороже рассола) и временных рамок.Замораживание грунта становится рентабельным по сравнению с другими методами, когда конкретные преимущества AGF используются в проекте (Schmall and Braun 2006). AGF может стать желаемым методом из-за сложных грунтовых условий (например, слабых слоев, неинженерных насыпей) или когда в противном случае потребуется набор методов улучшения (van Dijk and Bouwmeester-van der Bos 2001).

Внутренний инженерный корпус проанализировал экономическую эффективность увеличения размера проекта по замораживанию грунта в ходе операции по локализации мерзлых грунтовых отходов в Ft.Детрик, доктор медицины. Геометрия замороженной зоны увеличилась, и, следовательно, были оценены дополнительные затраты на материалы, потребности в энергии и общие капитальные затраты. Требовалось примерно в 6,3 раза больше длины морозильной трубы по сравнению с первоначальной конструкцией, чтобы достичь примерно в 6,7 раз большей потребности в энергии по сравнению с исходной конструкцией. Понесенные капитальные затраты оценивались в 6,4 раза выше стоимости первоначального проекта (Grant, 2001). Исследование Гранта предполагает примерно линейную зависимость между длиной морозильной трубы, потребностью в энергии и ростом затрат в некоторых проектах.Важно признать, что это может не отражать соотношение энергии и стоимости проекта AGF. Каждый проект будет отличаться по дизайну и требованиям.

В настоящее время замораживание грунта становится все более конкурентоспособным методом с точки зрения затрат даже для основных геотехнических применений. Как правило, стена из мерзлого грунта может стоить от 30 до 60 долларов за квадратный фут мерзлого грунта (Даниэль Маго, личное сообщение, 14 апреля 2014 г.).

В следующих разделах описаны типичные преимущества и недостатки использования AGF.

Преимущества

Замораживание грунта является чрезвычайно универсальным методом временного улучшения грунта или отсечки.

Применяется ко всему диапазону почв при условии, что почва близка к насыщению или полностью насыщена. Если содержание воды неприемлемо, ее можно добавить при условии, что вода не будет быстро стекать из почвы (Schmall and Braun 2006). В дополнение к тому, что он применим ко всему диапазону почв, он также применим к сложным грунтовым условиям, включая большие валуны и булыжники, а также неинженерные насыпи, богатые мусором.Хороший пример применимости замораживания грунта продемонстрирован в проекте Бостонской центральной артерии/туннеля (CA/T), который обсуждается далее в этом отчете в разделе «Современные приложения в гражданском строительстве».

Кроме того, замораживание грунта может привести к созданию отсечных стен или массивов мерзлого грунта различной геометрической формы (показанных на рис. 8), просто путем изменения расположения и расстояния между морозильными трубами. Это особенно важно при прокладке туннелей, когда замораживающие трубы устанавливаются горизонтально и под разными углами, чтобы создать стабильный мерзлый грунт для поддержки туннелей и земляных работ.

Рисунок 9. Примеры конфигураций замороженных барьеров (стена, ограждение, сплошной блок) (Вагнер и Ярмак, 2012 г.)

может быть достигнуто с помощью нескольких методов, которые в сочетании дают такой же эффект, как и применение только одного замораживания грунта. Опять же, проект Boston CA/T был одним из таких проектов, в котором было определено, что замораживание грунта является наиболее экономически эффективным решением с использованием процесса оптимизации стоимости.

Недостатки

Замораживание грунта является очень энергоемким процессом, требующим охлаждения большого количества грунта в течение длительного периода времени, что очень дорого. Затраты увеличиваются только в том случае, если для более быстрого замораживания почвы требуется жидкий азот.

Кроме того, замораживание грунта требует тщательного мониторинга: температуры рассола, температуры грунта, прогибов прилегающих или близлежащих сооружений, вздутия и оседания на поверхности земли, солености грунтовых вод, давления в замораживающих трубах (обнаружение утечек), толщины мерзлой стенки и расположение и размеры возможных окон в замороженной стене, а также другие измерения, характерные для данной площадки.

Возможные неудачи проекта AGF могут произойти в результате неправильного мониторинга или установки. Расстояние между морозильными трубами может быть таким, что барьер мерзлой стены не является полным, оставляя окна незамерзшей почвы, или таким, что толщина мерзлой стены не контролируется и становится слишком большой, создавая ненужные нагрузки на близлежащие конструкции и почву. Кроме того, неправильное крепление морозильных труб может привести к утечке рассола.

Кроме того, неотъемлемым недостатком является объемное расширение воды при замерзании, приводящее к вздутию почвы и оттаиванию, что может привести к повреждению соседних или близлежащих сооружений, если их не контролировать и не учитывать при регулярном техническом обслуживании сооружений.Вздутие и оседание почвы также могут повредить оборудование AGF, чаще всего морозильные трубы, что приведет к утечке и потребует обслуживания. В тех случаях, когда значительные осадки могут привести к повреждению вышележащих или заглубленных конструкций, необходимо следить за тем, чтобы грунт под конструкциями не промерзал во избежание осадок при оттаивании.

В следующих разделах представлен краткий обзор проектов, в которых успешно реализовано замораживание грунта, включая конкретные соображения и препятствия, которые были преодолены при внедрении AGF.

Центральная артерия/тоннель Бостона (CA/T)

Бостонский проект CA/T, возможно, является наиболее известным на сегодняшний день применением массивного замораживания грунта. Проект предусматривал строительство подземных туннелей для скоростных автомагистралей взамен устаревшей системы надземных автомагистралей. Три туннеля должны были быть построены с использованием туннельных домкратов.

Подповерхностный профиль состоял из различных насыпных материалов (валунов, булыжников, бетонных и стальных фрагментов, дерева, кирпича, гранитных блоков и др.) на протяжении 6-8 метров, перекрывающих 3-5 метров органических илов, глин и торфа, вышележащий 1.5 метров плотного илистого песка, перекрывающего 5 метров морских глин. Чтобы стабилизировать забой туннеля, первоначальный проект предусматривал сочетание методов улучшения грунта, чтобы справиться с экстремальной изменчивостью почвы, включая химическое цементирование, обезвоживание, горизонтальное струйное цементирование и забивание почвы гвоздями.

Рис. 10. Вертикальный разрез туннеля во время эксплуатации (Dijk and Bouwmeester-van den Bos 2001)

Инженерно-экономическое исследование показало, что AGF может обеспечить необходимую устойчивость через каждый слой грунта на участке с меньшими затратами, чем внедрение четыре различных метода улучшения грунта, поэтому он был выбран для обеспечения устойчивости забоя туннеля для земляных работ и поддержки системы подъема туннеля.

Для проекта Boston CA/T потребовалось несколько соображений по проектированию для конкретной площадки. Секции туннеля были построены под железной дорогой (показана на рис. 9), поэтому морозильные трубы были изолированы сверху, чтобы поверхность земли не оттаивала для эксплуатации и технического обслуживания железной дороги. Температура и пучение грунта контролировались на протяжении всего проекта, и любые повреждения железнодорожной системы устранялись с помощью планового технического обслуживания. Кроме того, замораживающие трубы были заделаны примерно на 1 метр выше обратной стороны туннеля, чтобы предотвратить оттаивание туннеля после строительства.Наконец, тепловые трубы были установлены по краям замороженных отрезанных стен, чтобы предотвратить нагрузку на систему подъема туннеля во время земляных работ.

Рис. 11. Железнодорожная эксплуатация вокруг замораживающих труб (FHWA 2013)

В проекте успешно использовался метод охлаждения охлажденным рассолом AGF и варьировалось расстояние между трубами для контроля времени замораживания. Для туннеля Ramp D требовалось более короткое время замораживания, чем для двух других туннелей, поэтому расстояние между трубами замораживания было меньше (2.1 метр по сравнению с 2,4 метра). Время замораживания составляло порядка 3-4 месяцев, в зависимости от расстояния между трубами замораживания.

Один системный сбой во время заморозки. Морозильные трубы были повреждены из-за морозного пучения, обнаружены течи. Эти утечки были устранены, и все трубы были снабжены резервными стальными муфтами с закрытыми концами для предотвращения будущих утечек.

Проект был успешно завершен без каких-либо дальнейших задержек из-за отказов системы замораживания грунта.Бостонский проект CA/T является примером успешного внедрения замораживания грунта в чрезвычайно изменчивых почвенных условиях на огромном объеме почвы (van Dijk and Bouwmeester-van den Bos, 2001).

Нидерланды Sophiaspoorttunnel

Целью проекта Sophiaspoorttunnel было строительство четырнадцати поперечных переходов между параллельными железнодорожными туннелями.

Рис. 12. Поперечное сечение служебной шахты и поперечных переходов (Crippa and Manassero 2006)

Подповерхностный слой состоял из слоя глины толщиной 15 м над слоем рыхлого песка толщиной 10 м (через который проходит большинство тоннелей). существуют) над другим слоем глины.Уровень грунтовых вод находился на глубине 25 м.

Для каждого из четырнадцати поперечных переходов между туннелями горизонтально были установлены замораживающие трубы для создания горизонтального столба мерзлого грунта для земляных работ и поддержки туннеля. Успешно использовались как охлажденный рассол (10 поперечных проходов), так и жидкий азот (4 поперечных прохода). Расстояние между трубами в среднем составляло 1 метр. На каждый переход устанавливалось от 25 до 29 морозильных труб для осуществления заморозки с расчетной толщиной стенки 1.от 8 до 2,3 м. Общий объем мерзлого грунта по всем поперечным переходам составил 4400 кубометров.

В соответствии с проектом методу с солевым раствором требовалось больше времени для полного замораживания и закрытия, чем методу с жидким азотом. В частности, при рассольном способе закрытие оболочки достигалось за 8-15 сут, а минимальная расчетная толщина достигалась за 34-67 сут. Для метода жидкого азота закрытие было достигнуто через 4-7 дней, при этом минимальная расчетная толщина была достигнута через 9-14 дней, что намного быстрее, чем метод с рассолом (Криппа и Манассеро 2006).

Проведенное в Нидерландах исследование туннеля Sophiaspoort является хорошим примером применения методов AGF с рассолом и жидким азотом и обеспечивает сравнение временных рамок для каждого метода, применяемого в полевых условиях.

Искусственное замораживание грунта — это универсальный метод улучшения и устойчивости грунта. Применимость AGF охватывает большинство типов почв, включая неинженерные насыпи, валуны и другие крупные препятствия, а также слабые мелкозернистые почвы. Он использовался для строительства вертикальных стволов для добычи полезных ископаемых, стабилизации грунтовых насыпей, богатых мусором, горизонтальной стабилизации для проходки туннелей, вертикального и / или бокового удержания загрязняющих веществ, перенаправления загрязняющих веществ, отсечки грунтовых вод, привязанных к коренной породе, и аварийной стабилизации с использованием жидкого азота.

AGF создает непроницаемый барьер из мерзлого грунта или массы, которая имеет более высокую прочность и жесткость, чем незамерзший грунт. Это также может привести к вздутию почвы и последующему оттаиванию, что может стать проблемой для близлежащих сооружений. Надлежащая характеристика участка является ключом к прогнозированию последствий промерзания почвы на почве на конкретном участке. Стандарты лабораторных испытаний доступны как в ASTM, так и в JGS. Стандарты классификации мерзлых грунтов задокументированы ASTM.

AGF реализуется в полевых условиях с использованием передвижной холодильной установки, которая циркулирует охлажденный рассол хлорида кальция по морозильным трубам, отводя тепло от почвы и замораживая поровую воду в почве. Можно также использовать жидкий азот, однако допускается его испарение в атмосферу, а не рециркуляция. Необходимо принять во внимание ряд проектных соображений, таких как расстояние между замораживающими трубами, время замерзания, скорость грунтовых вод, насыщенность, соленость поровой воды, предполагаемое пучение почвы и затраты.

Температуру грунта и теплоносителя, а также пучение грунта, осадку и давление на существующие конструкции, а также на замораживающие трубы важно контролировать при реализации программы искусственного замораживания грунта. В целом, искусственное замораживание грунта имеет широкий спектр применений и историю успешного применения в полевых условиях. Он стал экономически конкурентоспособным по сравнению с традиционными методами стабилизации грунта и может применяться в самых разных проектах.

  • Андерсланд, О.Б., и Андерсон, Д.М. (1978). «Геотехническая инженерия для холодных регионов». Макгроу Хилл, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
  • Андерсланд, О. и Ладаньи, Б. (2004). Техника мерзлых грунтов, 2-е изд., Wiley and Sons, Хобокен, Нью-Джерси.
  • Аренсон Л., Йохансен М. и Спрингман С. (2004). «Влияние объемного содержания льда и скорости деформации на прочность на сдвиг в трехосных условиях для образцов мерзлого грунта». Вечная мерзлота Periglac., 15, 261-271.
  • Стандарт ASTM D2488 (2000 г.).«Стандартная практика описания и идентификации почв (визуально-ручная процедура)», ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания.
  • Стандарт ASTM D4083-89 (2007 г.). «Стандартная практика описания мерзлых грунтов (визуально-ручная процедура)», ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания.
  • Стандарт ASTM D5520-11 (2012 г.). «Стандартный метод испытаний для лабораторного определения свойств ползучести образцов мерзлого грунта путем одноосного сжатия», ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • Стандарт ASTM D7300-11 (2012). «Стандартный метод испытаний для лабораторного определения прочностных свойств мерзлого грунта при постоянной скорости деформации», ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания.
  • Бейкер Т.Х.В., Джонс С.Дж. и Парамесваран В.Р. (1981). «Испытания на замкнутое и неограниченное сжатие мерзлых песков». 4-я Канадская конференция по вечной мерзлоте, Калгари, Альберта, 387-393.
  • Беннет Л. и Никлинг В. Г. (1984). «Характеристики прочности на сдвиг замороженных крупнозернистых обломков.J. Glaciol., 106(30).
  • Криппа, К. и Манассеро, В. (2006). «Искусственное замораживание грунта в туннеле Софиаспор (Нидерланды) — параметры замораживания: сбор и обработка данных». ГеоКонгресс 2006, 1-6.
  • Да Ре, Г. и др. (2003). «Трехосное испытание мерзлого песка: оборудование и примеры результатов». Журнал инженерии холодных регионов, 17 (3), 90-118.
  • Дейк, П. и Боумистер-ван ден Бос, Дж. (2001). «Широкомасштабное применение искусственного замораживания грунта». Технология мягкого грунта, 315-330.
  • Эркхардт, Х. (1981). «Испытания на ползучесть мерзлых грунтов при одноосном растяжении и одноосном сжатии». Мемориальный том Роджера Дж. Э. Брауна, Proc. 4-й Канадской конференции по вечной мерзлоте, Национальный исследовательский совет Канады. Калгари, Альберта. стр. 394-405.
  • FHWA (2013 г.). «Техническое руководство по проектированию и строительству автодорожных тоннелей — Гражданские элементы». (6 апреля 2014 г.).
  • Гео-Склон (2014). «Термический анализ с TEMP/W». Гео-Слоуп Интернэшнл.
  • Грант, С.(2001). «Ожидаемый экономический эффект от увеличения размера проекта по сбору мерзлых отходов в Ft. Детрик, Мэриленд. ERDC/CRREL TN-01-1 2001, 1-4.
  • «Замораживание грунта». MoreTrench (6 апреля 2014 г.).
  • Хан, С. и Гудингс, Д. (2006). «Практическая модель морозного пучения в глине». Дж. Геотех. Геосреда. англ., 132(1), 92–101.
  • Hu, X. et al. (2010). «Проблема безопасности при замораживании проектов в засоленных почвах». Улучшение грунта и геосинтетика, 255-262.
  • Японские геотехнические стандарты.СГС 0171-2003. (2003). «Метод испытаний для прогнозирования морозного пучения почв». Японские геотехнические стандарты.
  • Японские геотехнические стандарты. JGS 0172-2003. (2003). «Метод испытания морозостойкости почв». Японские геотехнические стандарты.
  • Джессбергер, Х. (1980). «Теория и применение замораживания грунта в гражданском строительстве». Наука и технологии холодных регионов, 3 (1980), 3-27
  • Стандарт JGS 0171-2003, «Метод испытаний для прогнозирования морозного пучения почв»
  • Джессбергер, Х.и Вялов, С. (1978). «1-й начальный симпозиум по замораживанию грунта». Бохум, том (2).
  • Йоханссон, Т. (2009). «Искусственное промерзание грунтов в глинистых грунтах – лабораторные и полевые исследования деформаций при оттаивании на Ботнической линии». Докторская диссертация, KTH, Div of Soil and Rock Mech.
  • Кани, С. и др. (2013). «Экспериментально-практическая методика оценки трехмерного пучения мерзлых грунтов». ИСКОРД 2013, 164-174.
  • Кляйн, Дж. (2012). «Часто задаваемые вопросы по заморозке шахт в рассоле.Geoengineer.org, engineering.org/multimedia-virtual/item/257-faqs-for-brine-freezing-of-shafts> (18 марта 2014 г.).
  • Лакнер, Р. и др. (2005). «Искусственное замораживание полностью насыщенного грунта: тепловая проблема». Дж. Инж. мех., 131(2), 11–220.
  • Ладаньи, Б. (1982). «Испытания скважины на ползучесть и релаксацию в вечной мерзлоте, богатой льдом». проц. 4-й Канадской конференции по вечной мерзлоте, 406–415.
  • Ладаньи Б. и Мелуки М. (1992). «Определение ползучести мерзлых грунтов методом скважинных испытаний на релаксацию напряжений».» Могу. Геотех. Дж., 30, 170-186.
  • Ли, Х. и др. (2004). «Влияние температуры, скорости деформации и плотности в сухом состоянии на прочность на сжатие насыщенной замороженной глины». Наука и технологии холодных регионов, 39, (2004) 39–45.
  • Маго, Даниэль. (2013). «Изоляционное хранилище ливневых вод I-405». SoilFreeze
  • Моргенштерн, Н. Р., и Никсон, Дж. Ф. (1971). «Одномерное уплотнение оттаивающих грунтов». Департамент гражданского строительства, Университет Альберты, Эдмонтон, Альберта.
  • Эстергард, Ф.Э. и Зубек, Х.К. (2013), «Практика испытаний мерзлых грунтов». Механические свойства мерзлых грунтов, STP 1568, Zubeck, H. and Yang, Z. Eds., стр. 62-75, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • Сангер Ф.Дж. и Сейлс Ф.Х. (1979). «Тепловые и теологические расчеты для строительства искусственно мерзлых грунтов». англ. геол., 13, 311-337.
  • Sayles, F. et al. (1987). «Классификация и лабораторные испытания искусственно мерзлых грунтов». Журнал инженерии холодных регионов, 1 (1), 22–48.
  • Шмалль, П. и Браун, Б. (2006). «Замораживание грунта — жизнеспособный и универсальный метод строительства». Инженерия холодных регионов 2006, 1-11.
  • Шмидт, М.Ф. (1895 г.). «L’emploi de la congelation pour l’execution de travaux dans les Terrains Aquiferes (Использование замораживания для работы в водоносных грунтах)». Бык. Соэ.
  • Индивидуальный Мин. Сент-Этьен, 9, 3д ряд, к895.
  • Вагнер, А. и Ярмак-младший, Э. (2013). «Производительность искусственных замороженных барьеров». ИСКОРД 2013, 116-127.
  • Вагнер, А. и Ярмак, младший, Э. (2012). «Демонстрация искусственного ледяного барьера». ERDC/CRREL TR-12-12 2012, 1-28.
  • Видианто и др. (2009). «Проект фундамента для Frost Heave». Инженерия холодных регионов, 2009 г., стр. 599-608.
  • Ксантакос, П.П., Абрамсон, Л.В., и Брюс, Д.А. (1994). «Наземный контроль и улучшение». John Wiley & Sons, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
  • Сюй, X., Лай, Ю., Донг, Ю., и Ци, Дж. (2011). «Лабораторные исследования прочностных и деформационных характеристик ледонасыщенного мерзлого песчаного грунта.«Холодные регионы Науки. техн., 69, 98-104.
  • Ян Ю., Лай Ю. и Ли Дж. (2009). «Лабораторные исследования прочностных характеристик мерзлого песка с учетом влияния всестороннего давления». Науки о холодных регионах. техн., 60, 245-250.
  • Ясуфуку, Н., Спрингман, С.М., Аренсон, Л.У., и Рамхольт, Т. (2003). «Стресс-дилатансивное поведение мерзлого песка при прямом сдвиге». Вечная мерзлота, Swets and Zeitlinger, Амстердам, с. 1253.
  • Чжу Ю. и Карби Д.Л. (1987). «Прочность на растяжение мерзлого ила.Отчет CRREL 87-15: Исследовательская и инженерная лаборатория холодных регионов, Ганновер, Нью-Хэмпшир.

Когда следует использовать замораживание грунта при бестраншейном строительстве

Замораживание грунта, также известное как искусственное замораживание грунта, представляет собой метод временной стабилизации грунта, обычно используемый при бестраншейном строительстве подземных шахт, шахт и тоннелей. По сути, это включает использование сети труб для циркуляции хладагента вблизи места бурения для замораживания окружающего грунта.Мерзлый грунт, который может быть таким же твердым, как бетон, очень стабилен и позволяет выполнять бестраншейную проходку туннеля в сложных грунтовых условиях.

Замораживание грунта обычно используется в ситуациях, когда обычные методы временной стабилизации, такие как обезвоживание, укрепление, цементация или перемешивание грунта, невозможны или неосуществимы. Это может произойти при раскопках, где давление грунтовых вод чрезмерно или когда окружающий грунт очень нестабилен.

Искусственное промерзание грунта создает ледяную глыбу вокруг рассматриваемой области, которая затем пробивает тоннелепроходческую машину (ТБМ), образуя отверстие, облицованное сплошной высокопрочной ледяной стеной.Этот метод стабилизирует окружающее пространство до начала проходки туннеля, что делает его идеальным для бурения в чрезвычайно слабых грунтах, требующих немедленной стабилизации. Поскольку грунт стабилизируется заранее, замораживание грунта можно использовать для бурения туннелей рядом с существующей инфраструктурой с минимальным потенциалом нарушения грунта и оседания грунта.

Этот метод также следует рассматривать при проходке туннелей, где присутствует значительное количество грунтовых вод. Замораживание грунта перед началом буровых работ позволяет вести проходку тоннелей без риска проникновения грунтовых вод.Мало того, что близлежащие грунтовые воды заранее замерзают и затвердевают, ледяная стена также действует как барьер, препятствующий проникновению воды на выкопанную территорию.

Этот метод особенно ценен, когда количество грунтовых вод вблизи котлована превышает разумную производительность насосов.

Сегрегационный потенциал промерзающего грунта.

Обзор существующих данных по экспериментам по промерзанию почвы и оценка кривых промерзания почвы, полученных на основе кривых водоудерживающей способности почвы

3. Строительство автомобильных дорог на Цинхай-Тибетском нагорье: вызовы, исследования и практика

4 Тепломассообмен с паром в промерзающих грунтах

5. Экспериментальное исследование и численное моделирование теплогидромеханических процессов при промерзании грунтов с различным направлением промерзания

6. Оценка параметров индекса грунта для определения морозостойкости щебеночных заполнителей

7. Устойчивость фундамента заглубленного энергетического трубопровода в районе вечной мерзлоты

8. Морозостойкость хвостов рудника Nordic metal

Механизм инфильтрации талых вод снега в промерзание-оттаивание почвы сельскохозяйственных угодий и определение параметра инфильтрации талых вод на участках сезонной мерзлоты

10. Вертикальные барьеры для локализации загрязнения земли: обзор

11. Быстрое замораживание водонасыщенных глин при больших температурных градиентах

12. Инженерный подход к определению сегрегационного потенциала методом восходящего ступенчатого замораживания

13. Многоповерхностная упругопластическая модель мерзлого грунта

14. Совместное термогидромеханическое моделирование морозного пучения и миграции воды при искусственном промерзании грунтов для проходки шахтных стволов

15. Механическое поведение мерзлых грунтов: экспериментальное исследование и численное моделирование

16. Моделирование сопряженного переноса воды, тепла и растворенных веществ в засоленных лессах с учетом кристаллизации сульфата натрия

17. Полностью сопряженная термогидромеханическая модель с фазовым переходом лед-вода для имитации закачки жидкого азота

18. Исследования характеристик морозного пучения и предотвращения образования полотна высокоскоростной железной дороги в водно-болотных угодьях Зойге, Китай

19. Предварительная идентификация режима разрушения неглубоких тоннелей в грунтах, подверженных морозному пучению: Модельные испытания и численное моделирование

20. Транспортные коэффициенты и барометрические условия для роста ледяной линзы в мерзлых грунтах

21. Долгосрочные опыт строительства и эксплуатации зданий на сильнопучинистых грунтах в условиях Минусинской котловины

22. Анализ факторов влияния изменения порового давления воды в мерзлых грунтах

23. Измерение всасывания в промерзающих грунтах с помощью датчиков порового давления

24. Численное моделирование отчетливых линз льда при морозном пучении

25. Практический метод прогнозирования деформаций поверхности грунта, вызванных методом искусственного промерзания грунтов

26 Практический метод прогнозирования морозного пучения мягкой глины при искусственном промерзании грунта с полевым экспериментом

27. Сезонные и межгодовые смещения земной поверхности в нетронутой и нарушенной тундре вдоль шоссе Далтон на Северном склоне, Аляска

28 . Изучение температуры образования льда и замерзания воды в засоленных грунтах

29. Влияние морозо-оттаивания на макропористую структуру глин методом 3D рентгеновской компьютерной томографии

30. Исследование морозного пучения насыщенно-ненасыщенных грунтов

31. Моделирование морозного пучения в ненасыщенных крупнообломочных грунтах

32. Инженерный проект устранения препятствий с применением новых технологий промерзания

33. Моделирование морозного пучения и оттепели.Часть 1. Функция потока воды для морозного пучения1

34. Применение модели сегрегационного потенциала к промерзанию грунта в замкнутой системе

35. Применение метода экспериментальной инверсии для анализа характеристик мерзлой оторочки

36. Конститутивная модель с двойными поверхностями текучести грунта замораживания-оттаивания с учетом миграции влаги

37. Экспериментальное исследование водопереноса переформованного лесса при промерзании

38. Исследование изменения характеристик поля температуры и поля влажности мелководного лёсса в период замерзания-оттаивания

39. Модель для оценки осадки глины, подвергнутой замораживанию-оттаиванию под давлением вскрышных пород

40. Влагоперенос и

41. Устойчивость ледяных линз в засоленных грунтах

42. Дзета-потенциал обработанных катионами грунтов и его влияние на подвижность незамерзшей воды

43. Влияние условий промерзания на коэффициент диффузии кислорода в ненасыщенных пористых материалах

44. Метод прогнозирования морозостойкости одиночной сваи в вечной мерзлоте

45. Перенос тепла, воды и растворенных веществ в засоленных лессах в условиях одноосного промерзания

46. Моделирование тепловодомеханических процессов в промерзающем грунте при ступенчатом промерзании

47. Калибровка модели мерзлого/немерзлого грунта PLAXIS по результатам лабораторных испытаний и натурного мониторинга

80005 4 . Реакция уплотнения грунта на процесс сезонного промерзания-оттаивания и основные контролирующие факторы

49. Метод определения радиального напряжения в направлении промерзания в образцах мерзлого грунта

50. Экспериментальное исследование поведения морозного пучения грунт при различных путях нагружения

51. Анализ паропереноса в ненасыщенных промерзающих грунтах

52. Изучение влияния гидротермально-солемеханического взаимодействия в насыщенном мерзлом сульфатно-солончаковом грунте на основе кинетики кристаллизации

53. Морозное пучение и оттаивание первоначально насыщенно-насыщенных и уплотненно-насыщенных материалов

54. Глава 10 Перигляциальные геологические опасности в Великобритании

55. Полевые экспериментальные исследования характеристик тепло- и водообмена при морозном пучении

56. Модельные испытания и численное моделирование морозного пучения при строительстве двухтоннелей с использованием метода искусственного промерзания грунта

57. Улучшенный аналитический прогноз морозного пучения грунта при строительстве тоннеля с использованием метода искусственного промерзания грунта

58. Термогидромеханическое моделирование морозного пучения с использованием теории пороупругости для морозостойких грунтов на участках двухствольных водопропускных труб Окружающая порода

60. Экспериментальное исследование тепломассопереноса в деформируемом сульфатно-засоленном грунте при промерзании

61. Термомеханически-водомиграция сопряженная пластическая конститутивная модель горной породы в условиях замораживания-оттаивания

62. Прогноз деформации и деформационные характеристики многослойных перегнойных глин в условиях искусственного промерзания

63. Экспериментальное исследование льдообразования в ненасыщенном чистом песке

64. Морозное пучение в промерзающих грунтах: квазистатическая модель ледяной линзы рост

65. Обзор современного уровня техники: взаимодействие подземного трубопровода с мерзлым грунтом

66. Простой метод испытаний на морозное пучение с использованием терморегулируемой камеры

67. Замерзание воды, заключенной в пористых материалах: роль адсорбции и порог незамерзания

68. Использование молекулярной динамики для раскрытия поведения фазового состава наноразмерных пор в мерзлых грунтах: применимо ли уравнение Юнга-Лапласа в диапазоне низких температур?

69. Моделирование сопряженного тепловлагопереноса и деформационного поведения мерзлого грунта

70. Разработка модели диэлектрической проницаемости мерзлого грунта и определение изменения диэлектрической проницаемости в процессе промерзания грунта

71. Численное исследование поведения морозного пучения в U-образном колене грунтового теплообменника

72. Численное моделирование промерзания грунта и связанной с ним деформации труб в грунтовых теплообменниках

73. Численное исследование многопрофильной математической связанной модели -Тепло-солемеханический в насыщенном промерзающем засоленном грунте

74. Исследование влияния на температуру водного потока вокруг морозильных труб и оптимизация его распределения при искусственном замораживании грунтов

75. Характеристика эффектов замораживания-оттаивания в глине с помощью трехмерной рентгеновской компьютерной томографии

77. Лабораторные наблюдения и анализ развития морозного пучения в глине Цинхай-Тибетского нагорья

78. Анализ изображений механизмов морозного пучения на основе испытаний на замерзание при свободном доступе к воде

79. Проблемы Арктики при проектировании нефтегазопроводов

80. Калибровка и валидация модели прогнозирования универсальных гибких конструкций

2

6 81.

Une nouvelle approche pour prédire l’uni des chaussées гибкие подвески la durée de vie utile

82. Структурные изменения и объемная усадка глины в результате замораживания-оттаивания по данным трехмерной рентгеновской компьютерной томографии

903. Экспериментальный измерение и численное моделирование морозного пучения насыщенного крупнозернистого грунта

84. Ползучесть геоматериалов – некоторые результаты проекта ЕС CREEP

85. Влажность почвы, температура грунта и деформация высокоскоростной железной дороги набережная в Северо-Восточном Китае

86. Термогидросолемеханическая совмещенная модель насыщенных пористых сред на основе кинетики кристаллизации

87. Каноп-эффект, вызванный паропереносом в покрытых промерзающими грунтами

88. Экспериментальные и теоретические исследования образования линз льда в деформируемых пористых средах

89. Исследование порового давления воды и явлений консолидации в немерзлой зоне при промерзании грунтов

90. Применение практического метода одномерной оценки морозного пучения в двухмерной ситуации

92. Корректировка индекса промерзания воздуха для проектирования защиты от промерзания дорожного покрытия с учетом будущих климатических изменений

93. Модель потенциала миграции влаги миграция при промерзании грунта

94. Лабораторное исследование восприимчивости к морозному пучению мелкозернистого грунта, образовавшегося в результате истирания диоритового агрегата

95. Эффекты тепломассопереноса механизмов роста льда в полностью водонасыщенном грунте

96. Теплогидромеханический анализ морозного пучения и оттепели оседания

97. Образование и рост линз марсианского льда

Обсуждение применимости обобщенного уравнения Клаузиуса–Клапейрона и процесса замороженных полос

99. Изучение характеристик промерзания илистых глин в условиях высокой нагрузки

100. ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТА МОРОЗНОЙ ПУТИ ГРУНТА С УЧЕТОМ МАТРИЧЕСКОГО СОСУЩЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МАЛОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОКРЫТИЯХ

101. Исследование порового давления воды крупнозернистого песчаного грунта при испытаниях открытой системы ступенчатого замораживания-оттаивания

100002

. Экспериментальная и теоретическая характеристика морозного пучения и ледяных линз

103. Экспериментальное изучение миграции грунтовых вод в процессе замерзания

104. Возможный новый механизм морозного пучения в насыпях высокоскоростных железных дорог

5 1 Численное моделирование морозного пучения грунтов вокруг заглубленного нефтепровода в районе вечной мерзлоты острова Талик

106. Характеристики чикагской голубой глины, подвергнутой циклу замораживания-оттаивания

107. Математическое представление процессов замерзания и оттаивания в разнонасыщенных, недеформируемых грунтах

108. Оценка морозостойкости грунтов с помощью PCHeave

109. Образование ледяных линз в однонаправленном и разнонаправленном промерзании грунта Композиция и характеристика замерзания насыщенных почв

111. Производство и поднятие давления в морозильных почвах: объединяющая теория

112. Специальный раздел: прогресс в моделировании и характеристике замороженных почвенных процессов

113. 8.23 Процессы движения масс в перигляциальной среде

114. Термические потоки воды в грунтах

115. Процессы движения масс в перигляциальной среде

116. потенциал сегрегации от набережной трассы на набережной на талая вечная мерзлота

117. Моделирование морозного моделирования с использованием модифицированной сегрегации потенциальный подход

118. Экспериментальное исследование на нерешенном содержании воды и почвенный потенциал Qinghai-Tibetan Silty Clay

119. Прерывистый режим промерзания для уменьшения морозного пучения промерзающих грунтов — эксперименты и анализ механизма

120. Свойства МФТ нефтеносных песков и эффекты замораживания-оттаивания

121. Механическая структура для замороженного почвы

122.

122. Механическое моделирование замороженных почв, включающих эффект криогенного всасывания и температуры

123. Теоретическая основа для моделирования пористых геоматериалов под морозом Действия: Обзор

124. Механическое моделирование мерзлых грунтов с учетом влияния криогенного отсоса и температуры

125. Открытые разрывы в грунтах

126. Трубопроводы в вечной мерзлоте: геотехнические вопросы и уроки12010 Р.М. Адрес Харди, 63-я Канадская геотехническая конференция.

127. Течение воды и перенос тепла, включая фазовый переход лед/вода в пористых средах: Численное моделирование и применение

128. Связанная термогидромеханическая модель для пористых материалов при морозном воздействии: теория и реализация

129. Оценка роли дифференциального морозного пучения в возникновении несортированных кругов

130. Морозов в коллоидных почвах

131. Мороза тяга и фазовая нестабильность в морозильных почвах

133. Моделирование Модели тяги в морозильных почвах

134. Соединительная модели моделирования для миграции льда

135. Взаимодействие грунт-среда в инженерно-геотехнических работах

136. Дифференциальное пучение мороза на пересечениях трубопроводов и дорог

137. Моделирование процесса промерзания в мелкозернистых пористых средах: приложение к оценке пучения мороза 9005

3

3 138. Анализ методом конечных элементов в сочетании с ТГМ мерзлых грунтов: формулировка и применение

139. Морозное пучение и изменение плотности в сухом состоянии при циклическом замораживании-оттаивании пылеватой глины

140. Лабораторные эксперименты и модели диффузионного внедрения грунта лед на Марсе

141. Влияние градации на морозостойкость основных сыпучих материалов

142. Прогноз пучения подземных охлаждаемых газопроводов с учетом вечной мерзлоты

143. Миграция воды, вызванная промерзанием, в уплотненных материалах основания

144. Анализ устойчивости и численное моделирование дифференциального пучения

145. Моделирование биогеофизических взаимодействий в неупорядоченных кругах в Низкой Арктике 9065 Эффективный 9065 400003

коэффициент теплового расширения мерзлого гранитного грунта

147. Реология мерзлых грунтов

148. Образование ледяных линз и морозного пучения

149. Моделирование морозного пучения с использованием функции пористости

150. Физика предварительно растаявшего льда и его геофизические последствия

151. Влияние мелких частиц на характеристики морозного пучения хорошо отсортированного материала основания

15200. Узорчатые грунты высоких широт на Марсе: классификация, распространение и климатический контроль

153. Оценка потенциала сегрегации мелкозернистых почв с использованием реакции морозного пучения двух эталонных почв

154. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОРОЗОВОЙ ПУТИ В ТРЕХОСНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ГРУНТА НА ОСНОВЕ УЧЕТА ЭФФЕКТИВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

155. Разработка и проверка индекса ослабления оттаивания

156. Лабораторные и полевые испытания теплоотвода в зависимости от скорости пучения

157. Механизм дифференцированного морозного пучения и его влияние на образование узорчатого грунта

159. Восприимчивость к морозам, связанная с индексными свойствами почвы

160. Вытеснение воды при замерзании почвы, описываемое математической моделью M1

161. Дегидратация хлопьев путем замораживания

162.

164. Оценка морозной нагрузки в траншее: теория и эксперимент

165. Механизм морозного пучения пленочной миграцией воды в условиях температурного градиента

600052 90.006
Промерзание почвы — понятие о водном потенциале почвы. Состояние искусства

167.

167. 2-D Моделирование заморозков с использованием сегрегационного потенциала почв

168. Геотехнические соображения

169. измерения давления поры при замораживании переопределенных глинейных сил

170 Характеристики морозного пучения глинистого ила, подверженного малым градиентам температуры

171. Промерзание глинистого ила, загрязненного органическим растворителем

172. Квазистационарные задачи в промерзающих грунтах: III. Анализ экспериментальных данных

173. Квазистационарные задачи в промерзающих грунтах. II. Эксперимент по устойчивому росту слоя льда

174. Новая концепция пучинистых характеристик грунтов, Отто Дж. Свеч

175. Новая концепция морозно-пучинистых характеристик грунтов, Отто J. Svec

176. Квазистационарные задачи в промерзающих грунтах: I. Анализ стационарного роста слоя льда

177. Вопросы теории сегрегационного потенциала

178. Влияние скорости охлаждения на температуру образования линз льда в глинистых илах

179. Новая концепция пучинистости грунтов

08005 18005 179. режима промерзания на характеристики морозного пучения. осмотическая модель для замораживания почвы

184. замерзание на землю ’85 — аннотация

185.

185. Природа штрафов, производимых в совокупной обработке

186. Процедура определения сегрегации потенциал замораживания почв

187. Об устойчивом росте сегрегации льда в промерзающем грунте при незначительном давлении на вскрышные породы

188. Прогноз полевого пучения мороза, связанного с процессами сегрегации льда при промерзании грунта

189. Роль тепловодопереноса в морозном пучении мелкозернистых пористых сред при незначительном горном давлении

190. Физика математических моделей морозного пучения: обзор

191. Теплообмен в грунтах

воздействие на источники азота и углерода, вымываемые во время таяния снега

Воздействие промерзания почвы на источники азота и углерода, выщелачиваемые во время таяния снега | Поиск по дереву Перейти к основному содержанию

.gov означает, что это официально.
Веб-сайты федерального правительства часто заканчиваются на .gov или .mil. Прежде чем делиться конфиденциальной информацией, убедитесь, что вы находитесь на сайте федерального правительства.

Сайт защищен.
https:// гарантирует, что вы подключаетесь к официальному веб-сайту и что любая предоставленная вами информация шифруется и передается безопасно.

Автор(ы):

Эндрю Б.Райнманн

Памела Х. Темплер

Тип публикации:

Научный журнал (JRNL)

Первичная(ые) станция(и):

Северная исследовательская станция

Источник:

Журнал Американского общества почвоведов.78(1): 297-308.

Описание

Было показано, что промерзание почвы зимой увеличивает потери углерода и азота в вегетационный период в северных лесах. Однако меньше известно о влиянии промерзания почвы на удержание C и N во время таяния снега и источниках выщелачивания C и N, что важно, поскольку потери с речной водой в этот период наибольшие. Почвы органического горизонта (Oi + Oe + Oa) из экспериментального леса Хаббард-Брук в Нью-Гемпшире, США, были помещены в колонны в ходе лабораторного эксперимента и подвергнуты одной из трех различных температурных обработок (+5.0, -0,5 и -15,0°С) до того, как их засыпали снегом и поместили в холодную комнату +5,0°С, чтобы вызвать таяние снега. Результаты для всех температурных обработок показали, что потоки всех форм C и N уменьшались по мере таяния снега, что указывает на смыв ограниченного резервуара почвы. Качество растворенного органического вещества (РОВ) становилось все более ароматным, в то время как δ15N-NO3- снижалось, что указывает на то, что по мере того, как лабильное органическое вещество и азот становятся менее доступными во время таяния снега, большая часть азота проходит через микробный пул.Мягкое промерзание почвы мало повлияло на обработку C и N; однако сильное промерзание почвы привело к замедлению выщелачивания и выбросу лабильного РОВ. Сильномерзлые почвы также значительно меньше выщелачивали растворенный неорганический N (DIN; Nh5+ и NO3-), вероятно, из-за ингибирующего действия экстремально низких температур почвы на микробную продукцию. Эти результаты подчеркивают важность зимнего климата в регулировании потоков и источников углерода и азота, выщелачиваемых во время таяния снега, что влияет на качество речной воды.

Цитата

Кэмпбелл, Джон Л.; Райнманн, Эндрю Б .; Темплер, Памела Х. 2014. Влияние замерзания почвы на источники азота и углерода, вымываемые во время таяния снега. Журнал Общества почвоведов Америки. 78(1): 297-308.

Цитируется

Примечания к публикации

  • Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
  • Эта статья была написана и подготовлена ​​служащими правительства США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.

https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/46424

%PDF-1.6 % 41 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 41 88 0000000016 00000 н 0000002439 00000 н 0000002502 00000 н 0000003095 00000 н 0000003545 00000 н 0000004077 00000 н 0000004487 00000 н 0000004908 00000 н 0000005086 00000 н 0000005311 00000 н 0000005838 00000 н 0000006427 00000 н 0000006815 00000 н 0000007002 00000 н 0000007187 00000 н 0000007483 00000 н 0000007756 00000 н 0000008042 00000 н 0000008155 00000 н 0000008266 00000 н 0000008358 00000 н 0000008655 00000 н 0000008977 00000 н 0000009557 00000 н 0000010002 00000 н 0000010554 00000 н 0000011167 00000 н 0000014357 00000 н 0000014785 00000 н 0000015339 00000 н 0000016326 00000 н 0000016467 00000 н 0000017298 00000 н 0000018132 00000 н 0000019058 00000 н 0000019856 00000 н 0000020670 00000 н 0000021262 00000 н 0000021345 00000 н 0000025575 00000 н 0000026098 00000 н 0000026708 00000 н 0000027494 00000 н 0000028424 00000 н 0000037969 00000 н 0000048037 00000 н 0000048725 00000 н 0000059322 00000 н 0000059438 00000 н 0000059466 00000 н 0000062128 00000 н 0000069067 00000 н 0000072757 00000 н 0000169901 00000 н 0000169974 00000 н 0000170230 00000 н 0000170303 00000 н 0000170624 00000 н 0000170658 00000 н 0000170721 00000 н 0000170836 00000 н 0000171144 00000 н 0000171218 00000 н 0000171482 00000 н 0000171556 00000 н 0000171823 00000 н 0000180893 00000 н 0000180974 00000 н 0000181250 00000 н 0000181320 00000 н 0000181722 00000 н 0000181749 00000 н 0000182319 00000 н 0000184141 00000 н 0000184465 00000 н 0000184882 00000 н 0000184956 00000 н 0000192064 00000 н 0000192393 00000 н 0000192428 00000 н 0000192494 00000 н 0000192610 00000 н 0000192684 00000 н 0000193013 00000 н 0000193048 00000 н 0000193114 00000 н 0000193230 00000 н 0000002056 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 128 0 объект >поток xb«Pe`pg`c`z Ȁ

(PDF) Процесс промерзания грунта и различные выражения для характеристической кривой промерзания грунта

итребуют уравнение Клапейрона, которое действительно

, когда термодинамическоеравновесиедостигнуто.

Кроме того,допущения, на которыхосновываетсяуравнение Клапейрона

, требуютдальнейшихисследованийдляиспользованияуравнений SFCC. Экспоненциальная зависимость

и уравнение ван Генухтена более

подходят для песчаных грунтов, чем для ила или глины.

Уравнение Фредлунда  и Сина хорошо подходит для

SFCCдлявсехчетырех почв,показываяболее высокуюгибкостьдля

различныхпримаслах размеры.

6 Выводы

Изменения состава незамерзшей воды и льда

приизменениитемпературы значительно влияют

почвы.

ASFCCтребуетсядляпониманияпотокатепла,

водыираствороввмерзлыхгрунтах(SpaansandBaker,

). 19 Краткий обзорпроцессазамораживанияпочвы

и сходства между SFCC и SWCC 

предоставлен вэтойстатье.КонцептуальныйSFCCнарисован под номером

, чтобы проиллюстрировать основныеособенностизамерзанияиоттаивания почвы.

Четыре SFCCвыражения (т. е. дваэмпирическихсоотношения-

судов  и два уравнения основаны на сходстве

между SWreselected иSFCCи

для сравнения измеренного и установленного

содержания замороженной воды для четырех различных типов почвы. для песчаных почв

более подходят «экспоненциальная» зависимость и уравнение ван Генухтена

.Мощностьсоотношениямогла бы разумносоответствовать

SFCCдляпочвс разнымиразмерами частиц,ноне

для засоленного ила. Уравнение Fredlund  и Xing уравнение

обеспечиваетхорошее соответствиедлявсехчетырехпочвисследованныхвнастоящемисследовании

,показывая90гибкостьразличного масла

типов.Однако,большеусилийследуетприложитьвисследованиитеоретическойтеоретическойосновыдляиспользования

SFCCиSWCCдляпрогнозированиясодержимого «незамерзшей» воды

.

Благодарности:

Accomaturesballyssortyssortysssortyssortyssorships

с удовлетворениеSCORISHORITYSCOUNTERSCONITYSCOUNITYSCOUNITYSCOODSCHONSCHONSCHOWSCHOLARHISHIONSSHORITS и

Инженерно-исследовательскийсоветКанады (NSERC),

иМинистерствотранспортаОнтарио(MTO).

Ссылки:

Андерсон DM, Моргенштерн NR, 1973. Физика, химия и меха-

Ввечной мерзлоте:TheNorthAmer-

icanВкладвВторуюмеждународнуюконференцию,НациональнаяАкадемиянаук

,Вашингтон, округ Колумбия, 2–58,2 .

AndersonDM,TiceAR,1972.Прогнозированиесодержаниянезамерзшейводыв

мерзлыхпочвах на основеизмеренийплощадиповерхности.HighwayResearch

,903 12–18.

AndersonDM, Tice AR, 1973. Незамерзшаямежфазная фаза в

мерзлыхпочвенно-водныхсистемах.(ред.).SpringerBerlinHeidelberg,pp.107–124.

AzmatchTF,SegoDC,ArensonLU,и др.,2012a.Новыеледяныелинзыинициал-

зернистыепочвы.Холодныерегионы

Наука и технологии,82:8–13.DOI: 10.1016/j.coldregions.

2012.05.003.

AzmatchTF,SegoDC,ArensonLU,и др.,2012b.Использованиезамораживания грунта

Характеристическаякриваядляоценкигидравлическойпроводимости 2 9000 9000 частичномерзлыхгрунтов.ХолодныерегионыНаукаитехнологии,83:

103–109.DOI:10.1016/j.coldregions.2012.07.002.

BensonCH,OthmanMA,1993.Гидравлическаяпроводимостьуплотненной

глинымерзлаяиоттаивающая на месте.Журналинженер-геотехник-2,9000 119(2): 276–294. DOI:10.1061/(ASCE)0733–9410(1993)

119:2(276).

BergRL,BiglSR,StarkJ, и др.,1996.Испытание на модуль упругостиматериалов

изMn/ROAD,Phase1.США ХолодныерегионыИсследования

иИнженернаялаборатория,Спецотчет96–19,Mn/DOTRe-

порт96–21.

ЧерныйPB,TiceAR,1989. Сравнениекривойзамерзанияпочвыикривойводыпочвы

дляВиндзорскойпесчаникой. ВодаРесурсы Re-

search,25(10):2205–2210.DOI:10.1029/WR025i010p02205.

BronfenbrenerL,BronfenbrenerR,2012.Температурноеповедение

мерзлыхгрунтов:Полевыеопытыичисленноерешение. andTechnology,79:84–91.DOI:10.1016/j.coldre-

gions.2012.03.005.

БруксRH,Corey AT,1964.Гидравлическиесвойствапористыхсред.

СделкиASAE,7(1):1–27.DOI:10.13031/2013.40684.

Dall’AmicoM,2010. Моделирование сопряженнойводытеплопереносаввечной мерзлоте

.

FredlundDG,XingA,1994.Уравнениядляхарактеристикипочва-вода–

icкривая. CanadianGeotechnical Journal,31(4): 521–532.DOI:

10.1139/t94–061.

FredlundDG, XingA, HuangS,1994.Прогнозированиефункции проницаемости

дляненасыщенныхпочв с использованиемхарактеристической кривой

почва–вода.CanadianGeotechnical Journal, 31(4): 533–546. DOI:

10.1139/t94-062.

HivonEG,SegoDC,1995.Прочностьмерзлыхзасоленныхгрунтов.Canadian

GeotechnicalJournal,32(2):336–354.DOI:1910.1 т95-034.

KonradJM, 2005.Оценкасегрегационнойпотенциаламелкозернистых

почв с использованиемреакциинаморозныйпучокдвух эталонов.

Канадский геотехнический журнал, 42(1): 38–50. DOI: 10.1139/t04-

080.

теорияформированияледяной линзы

в мелкозернистыхгрунтах. CanadianGeotechnical Journal,

17(4):473–486.DOI:10.1139/t80-056.

KoopmansRWR,MillerRD,1966.Замерзание почвы ипочва–вода–

характеристические кривые. ):

680–685.DOI:10.2136/sssaj1966.03615995003000060011x.

KozlowskiT,2007.Полуэмпирическаямодельдляфазовогосоставасистем

вода–глина–вода. logy,49(3):226–236.DOI:10.1016/j.coldregions.2007.03.013.

КурылыкБЛ,ВатанабэК,2013.Математическоепредставлениепроцессов

оттаиваниявпеременнонасыщенных,недеформируемых

способныхгрунтах. Прогресс в Воде Ресурсы, 60: 160–177. DOI:

10.1016/j.advwaters.2013.07.016.

LiuZ,YuX, 2014.Прогнозированиекривойфазовогосостававмерзлых

грунтовс использованиеминдексныхсвойств:Физико-эмпирическийподход.

РегионыНаука и Технологии, 108:10–17.DOI: 10.1016/

j.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.