Главное меню

Фундаменты на вечномерзлых грунтах


Фундамент на вечномерзлых грунтах

Строительство дома является весьма сложным и ответственным процессом. Некоторые постройки можно легко возводить своими руками, без привлечения специалистов. Но, бывают случаи, когда без помощи просто не обойтись. Прежде всего, это касается анализа почвы и выбор основания под здания. Дело в том, что строительство тех или иных сооружений на некоторых грунтах может составить некоторые сложности. В особенности это касается участков с вечномерзлыми грунтами.

Содержание статьи

Особенности вечномерзлой почвы

В вечномерзлых грунтах присутствуют льдо-цементные связи. Благодаря этому в период морозов такая почва обладает высокой прочностью. Но, когда температура начинает подниматься, эти связи постепенно разрушаются. В результате этого прочность грунта значительно падает. Количество воды в грунте резко увеличивается, что приводит к его разжижению. В таком состоянии почва становится неподходящей для строительства, не говоря уже о выдерживании веса от построенного здания.

Вечномерзлые грунты занимают довольно большую площадь. В результате этого ученые стали разрабатывать новые технологии, которые позволили бы возводить на них различные строения. Благодаря таким технологиям, уже несколько десятилетий участки с вечномерзлыми грунтами используются для строительства.

Что учесть при проектировании фундамента?

Каждое строительство начинается с составления проектной документации. Это позволяет учесть все нюансы и проблемы, которые могут возникнуть во время строительства. Когда речь идет о вечномерзлых грунтах, в процессе проектирования необходимо учесть:

Необходимо учесть все эти нюансы, то можно спроектировать и соорудить прочное основания под здание на вечномерзлых грунтах. В проектной документации в обязательном порядке должны присутствовать схемы геологического разреза с точными указаниями уровня грунтовых и поверхностных вод.

Разновидности фундаментов для вечной мерзлоты

Свайные фундаменты

При выборе фундамента для возведения дома на вечномерзлых грунтах стоит учесть глубину их залегания.

Если речь идет о свайном основании, то он обустраивается на глубине, которая на 2,5 м больше толщины промерзающего и оттаивающего грунта. Для всех остальных типов фундаментов разница будет составлять 1,3 м.

Для строительства зданий на вечномерзлых грунтах могут использоваться столбчатые фундаменты. Конечно, перед тем как приступать к работам, нужно провести некоторые расчеты. Согласно строительным нормам, вес здания должен быть достаточным, чтобы противостоять пучению грунта (читайте также подробную статью про пучинистые грунты). Как показывает практика, одноэтажные сооружения не удовлетворяют этому условию. Поэтому столбчатый фундамент рекомендовано использовать исключительно для строительства зданий в два и более этажа.

Столбчатые фундаменты

При строительстве столбчатого фундамента стоит учитывать, что его нужно правильно углубить. Особенность такого основания заключается в том, что на его возведение не нужны большие денежные затраты. Работы можно легко провести собственными руками, без использования дорогостоящих материалов и специальной техники.

Срок эксплуатации такой конструкции составляет 90 лет, но только при условии, что при строительстве будут выдержаны все требования.

Свайно-винтовая разновидность

На вечномерзлом типе грунта можно использовать свайно-винтовой фундамент. Его можно возводить в любое время года. Основным достоинством является прочность монтажа. Что касается недостатков, так это высокая стоимость фундамента.

Перед возведением конструкции проводят некоторые расчеты и испытания. Это позволяет определиться со следующим перечнем вопросов:

Если неправильно подобрать сваю по толщине, то при монтаже она может деформироваться, что негативно скажется на ее несущей способности.

Толщина стенки должна быть не меньше 4 мм. Использование таких материалов позволит соорудить прочное основание для многоэтажных сооружений. Чтобы снизить негативное влияние грунта на фундамент, его устраивают несколько ниже уровня замерзания.

Ленточные фундаменты

На вечномерзлых грунтах часто используют и незаглубленные ленточные фундаменты. Недостаток такого основания заключается в том, что оно не подходит для возведения тяжелых зданий. А это значит, что для строительства нельзя использовать кирпич и камень.

Оптимальным вариантом станут деревянные домики. Чтобы повысить несущую способность конструкции, специалисты рекомендуют использовать опоры из монолитных труб и столбов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

Загрузка...

Технологии - Гидрогеоэкология

В Карелии выявили превышение содержания нефтепродуктов в реке в 280 раз
08 ноября 2020
В Карелии после прорыва дамбы на Белопорожских ГЭС содержание попавших в реку Кемь нефтепродуктов оказалось многократно превышено. Об этом на своей странице в соцсети "ВКонтакте" сообщил глава республики Артур Парфенчиков.ЧП случилось на месте строительства ГЭС-2. Длина прорыва - около 20 метров. Это уже был второй прорыв дамбы на этом же левом участке.Власти администрации Кемского района заявляли, что ситуация находится под контролем. Однако...
Почвоведы СО РАН не обнаружили под Норильском высокого загрязнения почвы нефтепродуктами
08 ноября 2020
Почвоведы Большой норильской экспедиции обнаружили в пробах почвы под Норильском содержание нефтепродуктов ниже допустимого уровня. Об этом сообщила в понедельник пресс-служба Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН)."Мы нигде не встретили концентрации нефтепродуктов выше значения допустимого остаточного содержания нефтепродуктов в два грамма на килограмм почвы, в самых загрязненных точках этот показатель достигал максимум 300-900...
В озере Тургояк зафиксировано резкое падение воды: 55 см за два месяца
08 ноября 2020
Сотрудники Челябинского государственного университета, проводившие по заказу минэкологии Южного Урала мониторинг состояния водоемов, зафиксировали резкое падение уровня воды на озере Тургояк, которое является памятником природы регионального значения. Как рассказала Znak.com доцент кафедры геоэкологии и природопользования факультета экологии ЧелГУ Екатерина Пестрякова, в сентябре Тургояк обмелел на 35 сантиметров, а 1 ноября было зафиксировано...
На Камчатке открыли красивейший минерал
08 ноября 2020
На Камчатке открыт новый минерал – петровит. Его нашла научная группа под руководством профессора кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского университета Станислава Филатова. Свое название минерал получил в честь кристаллографа, профессора СПбГУ Томаса Георгиевича Петрова.В его состав входят атомы кислорода, серы натрия и меди.О новом минерале ученые рассказали в научной статье в журнале Mineralogical Magazine. Открытие было сделано после...
Море Лаптевых впервые за всю историю наблюдений не замерзло к концу октября
01 ноября 2020
Отсутствие льда объясняется вторжением атлантических вод и рекордными волнами тепла в Сибири. Сейчас температура воды в море выше нуля и на пять градусов выше по сравнению со средними ежегодными значениями.«Прошлая зима была относительно теплая, и площадь образовавшегося льда, и положение кромки по возрастным категориям льда было ниже среднего многолетнего. Ну и поэтому больше прогрелось за теплое полугодие этого года и медленнее остывает до...

СП25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

Перед направлением электронного обращения в Минстрой России, пожалуйста, ознакомьтесь с изложенными ниже правилами работы данного интерактивного сервиса.

1. К рассмотрению принимаются электронные обращения в сфере компетенции Минстроя России, заполненные в соответствии с прилагаемой формой.

2. В электронном обращении может содержаться заявление, жалоба, предложение или запрос.

3. Электронные обращения, направленные через официальный Интернет-портал Минстроя России, поступают на рассмотрение в отдел по работе с обращениями граждан. Министерство обеспечивает объективное, всестороннее и своевременное рассмотрение обращений. Рассмотрение электронных обращений осуществляется бесплатно.

4. В соответствии с Федеральным законом от 02.05.2006 г. N 59-ФЗ "О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации" электронные обращения регистрируются в течение трёх дней и направляются в зависимости от содержания в структурные подразделения Министерства. Обращение рассматривается в течение 30 дней со дня регистрации. Электронное обращение, содержащее вопросы, решение которых не входит в компетенцию Минстроя России, направляется в течение семи дней со дня регистрации в соответствующий орган или соответствующему должностному лицу, в компетенцию которых входит решение поставленных в обращении вопросов, с уведомлением об этом гражданина, направившего обращение.

5. Электронное обращение не рассматривается при:
- отсутствии фамилии и имени заявителя;
- указании неполного или недостоверного почтового адреса;
- наличии в тексте нецензурных или оскорбительных выражений;
- наличии в тексте угрозы жизни, здоровью и имуществу должностного лица, а также членов его семьи;
- использовании при наборе текста некириллической раскладки клавиатуры или только заглавных букв;
- отсутствии в тексте знаков препинания, наличии непонятных сокращений;
- наличии в тексте вопроса, на который заявителю уже давался письменный ответ по существу в связи с ранее направленными обращениями.

6. Ответ заявителю обращения направляется по почтовому адресу, указанному при заполнении формы.

7. При рассмотрении обращения не допускается разглашение сведений, содержащихся в обращении, а также сведений, касающихся частной жизни гражданина, без его согласия. Информация о персональных данных заявителей хранится и обрабатывается с соблюдением требований российского законодательства о персональных данных.

8. Обращения, поступившие через сайт, обобщаются и представляются руководству Министерства для информации. На наиболее часто задаваемые вопросы периодически публикуются ответы в разделах «для жителей» и «для специалистов»

Устройство свай в вечномерзлых грунтах: выбор типа и технология

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Фундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи

Особенности проектирования фундаментов на мерзлых и вечномерзлых грунтах.

Нужна помощь в написании работы?

Существуетдва принципа строительства на вечномерзлых грунтах:
I принцип – вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраненном в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;

II принцип – в качестве оснований знаний и сооружений используются предварительно оттаянные грунты или грунты, оттаивающие в период эксплуатации сооружения.
I принцип применяется в тех случаях, когда расчетные деформации основания в предположении его оттаивания превышают предельное их не удается привести в нормальное состояние конструктивными мерами или улучшением строительных свойств основания. Принцип эффективен, когда грунты находятся в твердомерзлом состоянии и такое состояние может быть сохранено при экономически разумных затратах.
II принцип рекомендуется применять при неглубоком расположении (залегании) скальных грунтов, а также при малосжимаемых мерзлых грунтах при оттаивании (плотные крупнообломочные грунты и пески, пылевато-глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции).

  • При строительстве по I-му принципу для сохранения вечномерзлого состояния оснований используются различные методы.(рис.)

Рис.15.3. Мероприятия для сохранения вено мерзлого состояния грунтов:

1 – вечномерзлый грунт; 2 – верхняя граница слоя вечномерзлого грунта; 3 – деятельный слой; 4 – насыпной непучинистый грунт (пески средней крупности, крупные, крупнообломочные грунты, шлаки ) ; 5 – теплоизоляция; 6 – вентилируемое подполье; 7 – сваи; 8 – неотапливаемый 1-ый этаж; 9 – вентиляционные каналы; 10 – замораживающие колонки;

  • Подсыпка применяется при вертикальной планировке территорий или устраивается под отдельными зданиями;
  • Телпоизоляция в сочетании с другими методами для сооружений, занимающих небольшую площадь;
  • Вентилируемые подполья – является основным и наиболее распространенным способом регулирования теплового влияния здания на температурный режим основания, открытые подполья имеют сообщение с наружной средой.

“ – “ В зимний период подполья заносятся снегом, а летом в них поступает теплый воздух, растепляющий основание. Кроме того, от этого возникает неблагоприятный температурный режим во внутренних помещениях 1-ого этажа.

В этом случае более эффективны подполья с регулируемым проветриванием – с продухами.

Зимой продухи открыты, а в летнее время их закрывают.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

  • Иногда роль вентилируемого подполья выполняют неотапливаемые помещения 1-ого этажа.
  • Подсыпки с тубами воздушного охлаждения применяют, главным образом для тепловыделяющих зданий значительных, в плане, размеров. Трубы прокладывают в пределах насыпного слоя и выводятся наружу - в подполье или вблизи стен здания. Охлаждение основания достигается движением по трубам холодного наружного воздуха.
  • Промораживающие колонки применяют для предпостроечного промораживания оснований, а также для последующего поддержания в основании заданного температурного режима.
  • При использовании принципа II на вечномерзлых грунтах существуют два основных подхода
  • Предпостроечное оттаивание. Для повышения температуры грунта наиболее часто используют игловое гидро- или парооттаивание, или электрический прогрев с применением электроосмоса и иглофильтрового понижения, оттаивание может быть произведено как в пределах всей площади застройки, так и под отдельными фундаментами, если это обосновано расчетом по деформациям.
  • Оттаивание грунтов в процессе эксплуотации сооружений должно применятся с большой осторожностью и подкрепляться тщательным прогнозом температурного режима деформаций оттаивающего основания.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость Поделись с друзьями

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ.

1. Классификация вечномерзлых грунтов и её влияние на выбор принципа использования грунта в качестве основания и типа фундамента. Классификация вечномерзлых грунтов по условиям залегания.

 

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

К числу типов свай, применяемых на вечномерзлых грунтах, относят сваи, устанавливаемые в предварительно пробуренные скважины и заполненные грунтовым раствором, сваи, установленные в предварительно оттаенные скважины с заливкой их грунтом, а также сваи, забиваемые в лидерные скважины (бурозабивные) или без предварительной подготовки грунта. А так жебуронабивные, полые и сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы погружения свай, а также температурные условия, при которых разрешается загружение свай.

Полые сваи и сваи-оболочки, не требующие по расчету бетонного заполнения, допускается заполнять грунтом, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 с соблюдением требований по предотвращению образования трещин, кроме опор мостов, для которых нужно учитывать воздействие знакопеременных.

При устройстве буронабивных свай в вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом, как правило, не допускается.

По условиям применимости и способам погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на:

а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5° С и ниже;

б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи; допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и пылевато-глинистых, содержащих не более 15% крупно-обломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5° С;

в) бурозабивные - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах без крупнообломочных включений на основании пробных погружений свай на данной площадке;

г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве сварных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод.

Допускается применять другие способы погружения свай в вечномерзлые грунты, если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания, что должно быть подтверждено экспериментальными данными и теплотехническим расчетом.

 

Принципы использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований фундаментов зданий и сооружений и область применения каждого из них.

При строительстве на вечномерзлых грунтах в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий и возможности целенаправленного изменения свойств грунтов основания применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

Принцип I - вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;

Принцип II - вечномерзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).

Принцип I следует применять, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния. На участках с твердомерзлыми грунтами, а также при повышенной сейсмичности района следует принимать, как правило, использование вечномерзлых грунтов по принципу I.

При строительстве на пластичномерзлых грунтах следует, как правило, предусматривать мероприятия по понижению температуры до установленных расчетом значений, а также учитывать в расчетах оснований пластические деформации этих грунтов под нагрузкой.

Принцип II следует применять при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформация которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений для проектируемого сооружения, при несплошном распространении вечномерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда по техническим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно-гео­крио­логическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства.

Выбор принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, следует производить на основании сравнительных технико-экономических расчетов.

В пределах застраиваемой территории (промышленный узел, поселок, городской микрорайон и т. д.) надлежит предусматривать, как правило, один принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований. Это требование следует учитывать также при проектировании новых и реконструкции существующих зданий и сооружений на застроенной территории, размещении мобильных (временных) зданий и прокладке инженерно-технических сетей.

Применение разных принципов использования вечномерзлых грунтов в пределах застраиваемой территории допускается на обособленных по рельефу и другим природным условиям участках, а в необходимых случаях - на природно-необособленных участках, если предусмотрены и подтверждены расчетом специальные меры по обеспечению расчетного теплового режима грунтов в основании соседних зданий, возведенных (или возводимых) по принципу I (резервирование зон безопасности, устройство мерзлотных и противофильтрационных завес и т. п.).

Линейные сооружения допускается проектировать с применением на отдельных участках трассы разных принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания. При этом следует предусматривать меры по приспособлению их конструкций к неравномерным деформациям основания в местах перехода от одного участка к другому.

 

ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ.

 

2. Фундаменты на просадочных грунтах: виды фундаментов и область применения каждого из них.

5. Особенности расчета свайных фундаментов по несущей способности в просадочных грунтах II типа.

8. Фундаменты из буронабивных свай в просадочных грунтах. Виды свай и технология их устройства.

10. Методы устранения просадочных свойств грунтов. Технологические особенности и область применения каждого из них.

14. Просадочные грунты. Особенности их поведения. Характеристики просадочных грунтов. Классификация просадочных грунтов.

16. Методы строительства в просадочных грунтах и область применения каждого из них.

20. Фундаменты мелкого заложения в просадочных грунтах. Особенности расчета по II группе предельных состояний.

23. Технологии устройства свайных фундаментов в просадочных грунтах.

26.=2.

29.=5.

32.=8.

34.=10.

38.=14.

40.=16.

44.=20.

47.=23.

50.=26.=2.

53.=29.=5.

56.=32.=8.

 

НАСЫПНЫЕ ГРУНТЫ

 

6. Фундаменты в насыпных грунтах.

12. Особенности расчета фундаментов в насыпных грунтах по I группе предельных состояний.

30. Классификация насыпных грунтов. Фундаменты в насыпных грунтах.

36.=12.

54.=6.

 

ПУЧИНИСТЫЕ ГРУНТЫ

 

22. Фундаменты в пучинистых грунтах. Учет пучинистости грунтов при проектировании фундаментов. Расчет устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения.

46.=22.

 

 

ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ.

1. Классификация вечномерзлых грунтов и её влияние на выбор принципа использования грунта в качестве основания и типа фундамента. Классификация вечномерзлых грунтов по условиям залегания.

 

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

К числу типов свай, применяемых на вечномерзлых грунтах, относят сваи, устанавливаемые в предварительно пробуренные скважины и заполненные грунтовым раствором, сваи, установленные в предварительно оттаенные скважины с заливкой их грунтом, а также сваи, забиваемые в лидерные скважины (бурозабивные) или без предварительной подготовки грунта. А так жебуронабивные, полые и сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы погружения свай, а также температурные условия, при которых разрешается загружение свай.

Полые сваи и сваи-оболочки, не требующие по расчету бетонного заполнения, допускается заполнять грунтом, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 с соблюдением требований по предотвращению образования трещин, кроме опор мостов, для которых нужно учитывать воздействие знакопеременных.

При устройстве буронабивных свай в вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом, как правило, не допускается.

По условиям применимости и способам погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на:

а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5° С и ниже;

б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи; допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и пылевато-глинистых, содержащих не более 15% крупно-обломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5° С;

в) бурозабивные - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах без крупнообломочных включений на основании пробных погружений свай на данной площадке;

г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве сварных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод.

Допускается применять другие способы погружения свай в вечномерзлые грунты, если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания, что должно быть подтверждено экспериментальными данными и теплотехническим расчетом.

 



Читайте также:

 

Проектирование вечной мерзлоты - Основания вечной мерзлоты

Герасимов А.А. - доктор технических наук. Санкт-Петербург.

  • Осадимость и несущая способность мерзлого грунта
  • Фундаменты для холодных регионов
  • Фундаменты на морозостойком грунте
  • Фундаменты на оттаивающем грунте
  • Фундаменты мелкого заложения
  • Свайные фундаменты в мерзлых и талых грунтах
  • Проектирование фундаментов для холодных регионов
  • Строительство фундаментов на мерзлых грунтах
  • Тепловой режим мерзлого грунта
  • Проектирование фундаментов в вечной мерзлоте
  • Поведение системы «фундамент - конструкция»
  • Влияние глобального потепления
  • Надежность фундаментов в холодных регионах

Механика мерзлого грунта

Механика льда

Реология мерзлого грунта

свойства мерзлого грунта
  • Лабораторные и полевые исследования мерзлого грунта
  • Упругость мерзлого грунта
  • Реологические свойства грунта
  • Ползучесть мерзлых грунтов
  • Долговременная прочность мерзлых грунтов
  • Термореология мерзлых грунтов
  • Adfreeze мерзлых грунтов
  • Морозное пучение грунта
  • Механические свойства талых грунтов
  • Механические характеристики замораживания, оттаивания и морозостойкие почвы
  • Влияние внешних факторов на свойства грунтов
  • .

    Мониторинг вечной мерзлоты (Служба национальных парков США)

    БЛАГОДАРНОСТИ

    Мы благодарим Юрия Шура и Михаила Каневского за обсуждения по описанию криоструктур вечной мерзлоты. Поддержка в оценке полевых методов и методов дистанционного зондирования была предоставлена ​​Гаем Адема, Служба национальных парков, Аляска. Этот материал частично основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках грантов № ARC-0454939 и ARC-0454985. Любые мнения, выводы, заключения или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда.

    ССЫЛКИ

    Анисимов О.А., Нельсон Ф.Э., 1996, Распространение вечной мерзлоты в северном полушарии при сценариях климатических изменений: глобальные и планетарные изменения, т. 14, с. 59–72, DOI: 10.1016 / 0921-8181 (96) 00002-1.

    Браун, Дж., Ред., 1985, Семинар по геофизике вечной мерзлоты: Ганновер, Нью-Гэмпшир, Лаборатория исследований и разработки холодных регионов армии США, специальный отчет 85-5.

    Браун, Дж., Феррианс, О. Дж., Хегинботтом, Дж. А., мл.Циркум-Арктическая карта вечной мерзлоты и состояния грунтового льда: Карта Геологической службы США CP-45.

    Brown, RJE, and Péwé, TL, 1973, Распространение вечной мерзлоты в Северной Америке и его связь с окружающей средой, обзор, 1963–1973, в Permafrost: вклад Северной Америки во Вторую международную конференцию

    по вечной мерзлоте, Якутск, СССР: Вашингтон, округ Колумбия, Национальная академия наук, с. 71–100.

    Камилл П., 1999, Образцы бореальной вечной мерзлоты торфяников в зависимости от градиентов окружающей среды, чувствительных к потеплению климата: Канадский журнал ботаники, т.77, стр. 721–733, DOI: 10.1139 / cjb-77-5-721.

    Кларк, М.Х., Даффи, М.С., 2003 г., Исследование почвы в районе национального парка Денали, Аляска: Палмер, Аляска, Служба охраны природных ресурсов, 822 стр.

    Клоу, Г.Д., Салтус, Р.В., и Уоддингтон, Е.Д., 1996, Новая высокоточная система регистрации температуры в скважине, используемая в GISP2, Гренландия и Тейлор-Доум, Антарктида: Journal of Glaciology, т. 42, стр. 576–584.

    Крэмптон, С.Б., Раттер, Н.В., 1973, Геоэкологический анализ местности прерывисто мерзлого грунта в верхней части долины реки Маккензи, Канада, в вечной мерзлоте: вклад Северной Америки во Вторую международную конференцию, Якутск, СССР: Вашингтон, Д.К., Национальная академия наук, стр. 101–105.

    Эш, округ Колумбия, 1982, Портативный зонд с приводом для вечной мерзлоты: Фэрбенкс, Аляска, Департамент транспорта и общественных сооружений Аляски, Отчет FHWA-AK-RD-83-12, 13 стр.

    Феррианс, О. Дж., И Хобсон, Г. Д., 1973, Картирование и прогнозирование вечной мерзлоты в Северной Америке: обзор, 1963–1973, в Permafrost: The North American Contribution to the Second International Conference, Якутск, Сибирь, СССР: Вашингтон, округ Колумбия , Национальная академия наук, стр.479–498.

    Frost, RE, McLerran, JH, и Leighty, RD, 1973, Фотоинтерпретация в Арктике и субарктике, в Proceedings Second International Permafrost Conference: Washington, DC, National Academy of Sciences, National Research Council Publication No. 1287, п. 343–348.

    Хансен, Дж., И Лебедев, С., 1987, Глобальные тенденции измерения температуры приземного воздуха: Журнал геофизических исследований, т. 92, D11, с. 13 345–13 372, DOI: 10.1029 / JD092iD11p13345.

    Хускрофт, К.А., Липовский П.С. и Бонд Д.Д., 2004, Региональная характеристика оползней в коридоре шоссе Аляски, Юкон: Отчет геологической службы Юкона в открытом доступе 2004-18 гг.

    Йоргенсон М.Т., 2001, Ландшафтное картирование экологических единиц национального заповедника Берингова суша. Заключительный отчет Службы национальных парков: Фэрбенкс, Аляска, ABR, Inc., 45 стр.

    Йоргенсон, М.Т., Крейг, Р.А., 1988, Модель для картирования распространения вечной мерзлоты на основе карт компонентов ландшафта и климатических переменных, в Труды Пятой Международной конференции по вечной мерзлоте: Тронхейм, Норвегия, издательство TAPIR, стр.176–183.

    Йоргенсон, М.Т., и Остеркамп, Т.Е., 2005, Реакция бореальных экосистем на различные режимы деградации вечной мерзлоты: журнал Canadian Forest Research, т. 35, стр. 2100–2111, DOI: 10.1139 / x05-153.

    Jorgenson, MT, Roth, JE, Raynolds, M., Smith, MD, Lentz, W., Zusi-Cobb, A., and Racine, CH, 1999, Экологическое исследование земель для Форт-Уэйнрайт, Аляска: Ганновер, Нью-Гэмпшир, Отчет исследовательской и инженерной лаборатории холодных регионов армии США 99-9, 83 стр.

    Йоргенсон, М.Т., Расин, К.Х., Уолтерс, Дж.К., и Остеркамп, Т.Е., 2001a, Деградация вечной мерзлоты и экологические изменения, связанные с потеплением климата в центральной части Аляски: изменение климата, т. 48, стр. 551–579, DOI: 10. 1023 / A: 1005667424292.

    Jorgenson, MT, Roth, JE, Smith, MD, Schlentner, S., Lentz, W., and Pullman, ER, 2001b, Экологическая съемка земель для Форт-Грили, Аляска: Ганновер, Нью-Гэмпшир, Холодные регионы армии США Отчет научно-технической лаборатории ERDC / CRREL TR-01–04, 85 с.

    Йоргенсон, М.Т., Рот, Дж. Э., Шлентнер, С.Ф., и Катер, ТК, 2003 г., Экологическая оценка земель учебного полигона Юкон в форте Уэйнрайт: вечная мерзлота и нарушение, Заключительный отчет научно-технической лаборатории холодных регионов армии США: Фэрбенкс , Аляска, ABR, 55 стр.

    Йоргенсон, М. Т., Рот, Дж. Э., Эмерс, М., Дэвис, В., Шлентнер, С. Ф. и Макандер, М. Дж., 2004, Картографирование наземного покрова национального заповедника Беринговый мост и национального памятника на мысе Крузенштерн, Северо-Западная Аляска, Заключительный отчет для Службы национальных парков: Фэрбенкс, Аляска, ABR, 129 стр.

    Jorgenson, M.T., Shur, Y., Osterkamp, ​​T.E. и Джордж Т., 2005 г., Природа и масштабы деградации вечной мерзлоты в прерывистой зоне на Аляске (аннотация): Eos (Transactions, American Geophysical Union) Fall Supplement, v. 86, no. 52.

    Jorgenson, M.T., Pullman, E.R., and Shur, Y., 2006, Резкое усиление деградации вечной мерзлоты в Арктической Аляске: Geophysical Research Letters, т. 33, с. L02503, DOI: 10.1029 / 2005GL024960.

    Йоргенсон, М.Т., Шур, Ю., и Остеркамп, Т.E., 2008, Термокарст на Аляске, в Кане, Д.Л. и Хинкель, К.М., ред., Труды 9-й Международной конференции по вечной мерзлоте: Фэрбенкс, Аляска, INE, Университет Аляски, стр. 869–876.

    Карл, К.Ф. и Йоргенсон, М.Т., 2004 г., Обзор существующих проектов мониторинга вечной мерзлоты, с применением и рекомендациями для программы экологического мониторинга центральной сети Аляски, Заключительный отчет для Службы национальных парков: Хили, Аляска, Гидравлическое картирование и моделирование, 49 п.

    Крейг, Р.А., и Регер, Р.Д., 1982, Аэрофотосъемка и сводка свойств почвы рельефа вдоль трассы Трансаляскинской трубопроводной системы: Геологический отчет Отдела геологических и геофизических исследований Аляски, 66, 149 стр.

    Максвелл, Б., 1992, Арктический климат: потенциал изменения в условиях глобального потепления, в Chapin, FS, III, Jeffries, RL, Reynolds, JF, Shaver, GR, and Svoboda, J., eds., Arctic Ecosystems in Изменяющийся климат: Сан-Диего, Academic Press, стр. 11–34.

    Макбит, Дж.H., ed., 1984, Материалы конференции: Потенциальные эффекты климатических изменений на Аляске, вызванных углекислым газом: Фэрбенкс, Аляска, Университет Аляски. Прочие публикации 83-1.

    Муртон, Дж. Б., и Френч, Х. М., 1994, Криоструктуры в вечной мерзлоте, прибрежные районы Туктояктука, западная арктическая Канада: Канадский журнал наук о Земле, т. 31, стр. 737–747.

    Национальный центр почвенной службы (NSSC), 2002, Полевой журнал для описания и отбора проб почв: Линкольн, Небраска, Служба охраны природных ресурсов, вер.2.

    Служба охраны природных ресурсов (NRCS), 2003, Ключи к таксономии почв, Девятое издание: Вашингтон, округ Колумбия, Министерство сельского хозяйства США, 332 с.

    Нельсон, Ф.Э., 1986, Распространение вечной мерзлоты в центральной Канаде: применение модели прогнозирования на основе климата: Анналы Ассоциации американских географов, т. 76, стр. 550–569, DOI: 10.1111 / j.1467-8306.1986. tb00136.x.

    Nelson, F.E., Lachenbruch, A.H., Woo, M.K., Koster, E.A., Osterkamp, ​​T.E., Gavrilova, M.К., и Чанг, Г.О., 1994, Вечная мерзлота и изменение климата, в Вечная мерзлота: Материалы шестой международной конференции: Ушань, Гуанчжоу, КНР, Издательство Южно-Китайского технологического университета, т. 2, стр. 987–1005.

    Osterkamp, ​​T.E., 1983, Реакция вечной мерзлоты Аляски на климат, в материалах Четвертой Международной конференции по вечной мерзлоте: Вашингтон, округ Колумбия, Национальная академия наук, стр. 145–152.

    Osterkamp, ​​T.E., 1985, Измерения температуры в вечной мерзлоте: Фэрбенкс, Аляска, Отчет Департамента транспорта и общественных сооружений Аляски FHWA-AK-RD-85-11, 87 стр.

    Osterkamp, ​​T.E., 1994, Свидетельства потепления и таяния прерывистой вечной мерзлоты на Аляске: Eos (Transactions, American Geophysical Union), т. 75, нет. 44, стр. 85.

    Osterkamp, ​​T.E., 1995, Дополнительные доказательства потепления и таяния вечной мерзлоты на Аляске: Eos (Transactions, American Geophysical Union), v. 76, no. 46, стр. F244.

    Osterkamp, ​​T.E., 2003a, Термическая история вечной мерзлоты на Аляске, Филлипс, М., Спрингман, С.М., и Аренсон, Л.У., ред., Труды 8-й Международной конференции по вечной мерзлоте: Лиссе, Нидерланды, А.А. Балкема, т. 2, с. 863–868.

    Osterkamp, ​​T.E., 2003b, Создание долгосрочных обсерваторий вечной мерзлоты для исследования активного слоя и вечной мерзлоты на Аляске: 1977–2002 гг .: Вечная мерзлота и перигляциальные процессы, т. 14, стр. 331–342, DOI: 10.1002 / ppp.464.

    Osterkamp, ​​T.E., 2005, Недавнее потепление вечной мерзлоты на Аляске: глобальные и планетарные изменения, т. 49, стр. 187–202, DOI: 10.1016 / j.gloplacha.2005. 09.001.

    Osterkamp, ​​T.E., 2007, Характеристики недавнего потепления вечной мерзлоты на Аляске: Journal of Geophysical Research, Earth Surface, v.112, стр. F02S02, DOI: 10.1029 / 2006JF000578.

    Osterkamp, ​​T.E., 2008, Термическое состояние вечной мерзлоты на Аляске в четвертой четверти двадцатого века, Кейн, Д.Л. и Хинкель К.М., ред., Труды 9-й Международной конференции по вечной мерзлоте: Фэрбенкс, Аляска, INE, Университет Аляски, т. 2, стр. 1333–1338.

    Osterkamp, ​​T.E., и Burn, C.R., 2002, Permafrost, in Holton, J.R., Pyle, J., and Curry, J.A., eds., Encyclopedia of Atmospheric Sciences: New York, Academic Press, p.1717–1729.

    Osterkamp, ​​T.E., Gosink, J.P., 1991, Вариации толщины вечной мерзлоты в ответ на изменения палеоклимата: Journal of Geophysical Research, т. 96, B3, стр. 4423–4434, DOI: 10.1029 / 90JB02492.

    Остеркамп Т.Э. и Харрисон В.Д., 1982, Измерения температуры в подводной вечной мерзлоте у побережья Аляски, на французском языке, HM, ред., Труды Четвертой Канадской конференции по вечной мерзлоте, Калгари, Альберта, 2–6 марта 1981 г .: Оттава, Канада, Национальный исследовательский совет, стр.238–248.

    Остеркамп Т.Е., Романовский В.Е., 1999, Свидетельства потепления и таяния прерывистой вечной мерзлоты на Аляске: вечная мерзлота и перигляциальные процессы, т. 10, с. 17–37, DOI: 10.1002 / (SICI) 1099-1530 (199901/03) 10: 1 <17 :: AID-PPP303> 3.0.CO; 2-4.

    Osterkamp, ​​TE, Esch, DC, and Romanovsky, VE, 1998, Permafrost, in Implications of Global Change in Alaska and the Bering Sea Regions, Proceedings of a Workshop, Fairbanks, Alaska, 1997: Fairbanks, Alaska, University of Alaska , Центр глобальных изменений, стр.115–127.

    Osterkamp, ​​TE, Viereck, L., Shur, Y., Jorgenson, MT, Racine, CH, Doyle, AP, and Boone, RD, 2000, Наблюдения термокарста в бореальных лесах на Аляске: Арктика, Антарктика и Альпий Исследования, т. 32, с. 303–315, DOI: 10.2307 / 1552529.

    Группа экспертов по изменению климата и геотермальному режиму (PCCGR), 1983, Труды Четвертой Международной конференции по вечной мерзлоте: Вашингтон, округ Колумбия, Национальная академия наук, с. 137–160.

    Певе, Т.Л., 1975, Четвертичная геология Аляски: Вашингтон, Д.C., U.S. Geological Survey Professional Paper 835, 145 p.

    Певе, Т.Л., 1983, Вечная мерзлота в Альпах на прилегающих к нему территориях США: обзор: Arctic and Alpine Research, v. 15, p. 145–156, DOI: 10.2307 / 1550917.

    Филлипс М., Спрингман С.М. и Аренсон Л.У., ред., 2003 г., Труды Восьмой Международной конференции по вечной мерзлоте, 21–25 июля, Цюрих, Швейцария: Лиссе, Нидерланды, A.A. Балкема, т. 1 и 2, 1319 с.

    Шур Ю. и Йоргенсон М.Т., 1998, Развитие криоструктуры в пойме дельты реки Колвилл, северная Аляска, в материалах Седьмой Международной конференции по вечной мерзлоте, Университет Лаваль, Сент-Фуа, Квебек, Коллекция Nordicana, нет. .57., стр. 993–1000.

    Персонал отдела исследования почвы (SSDS), 1993, Руководство по исследованию почвы: Вашингтон, округ Колумбия, Справочник Министерства сельского хозяйства США № 18437, 437 стр.

    Stoeckler, E.G., 1949, Идентификация и оценка растительности Аляски по аэрофотоснимкам со ссылкой на почву, влажность и условия вечной мерзлоты: Сент-Пол, Миннесота, округ Сент-Пол, Инженерный корпус армии США.

    Суонсон, Д.К., 2000, Ландшафтные экосистемы заповедника Кобук, Национальный парк Ворота Арктики, Аляска: Анкоридж, Аляска, Технический отчет Службы национальных парков NPS / ARRNR / NRTR-95/22, 291 стр.

    Swanson, D.K., 2001a, Экологические единицы национального парка Кобук-Вэлли, Аляска: Фэрбенкс, Аляска, Служба национальных парков.

    Суонсон Д.К., 2001b, Экологические единицы Wrangell – St. Национальный парк и заповедник Элиас, Аляска: Фэрбенкс, Аляска, Служба национальных парков.

    Ти Дж., 1974, Распространение и таяние вечной мерзлоты в южной части разрывной зоны в Манитобе: Арктика, т. 27, с. 189–200.

    Washburn, A.L., 1973, Перигляциальные процессы и среды: Лондон, Эдвард Арнольд, 320 стр.

    Веллер, Г.А., Линч, А., Остеркамп, Т.Э. и Вендлер, Г., 1995, Изменение климата и его влияние на физическую среду Аляски, в трудах 46-й научной конференции Арктического отдела Американской ассоциации the Advancement of Science, сентябрь, Фэрбенкс, Аляска: Университет Аляски, с. 5–13.

    Райт, Дж. Ф., Смит, М. В., и Тейлор, А. Е., 2000, Возможные изменения в распределении вечной мерзлоты в районах Форт-Симпсон и Норман-Уэллс, Дайк, Л. Д., и Брукс, Г.Р., ред., Физическая среда долины Маккензи: исходные данные для оценки экологических изменений: Бюллетень геологической службы Канады 547, глава 20.

    Чжан Т., Остеркамп Т.Э. и Стамнес К., 1996, Влияние глубинного инейного слоя сезонного снежного покрова на термический режим почвы: Исследование водных ресурсов, т. 32, с. 2075–2086, DOI: 10.1029 / 96WR00996.

    Золтай, С.К., и Петтапиеце, У.В., 1973, Взаимосвязь рельефа, растительности и вечной мерзлоты в северной части долины реки Маккензи и северном Юконе: Оттава, Канада, Экологически-социальный комитет Северных трубопроводов, Целевая группа по освоению северных месторождений нефти , Отчет 73-4, 105 с.

    .

    Вечная мерзлота | геология | Британника

    Вечная мерзлота , многолетняя мерзлота, природный материал с температурой ниже 0 ° C (32 ° F) непрерывно в течение двух или более лет. Такой слой мерзлого грунта обозначается исключительно исходя из температуры. Часть или вся его влага может быть разморожена, в зависимости от химического состава воды или снижения точки замерзания капиллярными силами. Например, вечная мерзлота с засоленной почвенной влажностью может быть ниже 0 ° C в течение нескольких лет, но не содержит льда и, следовательно, не может быть прочно зацементирована.Однако большая часть вечной мерзлоты укреплена льдом.

    Вечная мерзлота без воды и, следовательно, без льда, называется сухой вечной мерзлотой. Верхняя поверхность вечной мерзлоты называется столбом вечной мерзлоты. В районах вечной мерзлоты поверхностный слой почвы, который промерзает зимой (сезонно промерзшая земля) и оттаивает летом, называется активным слоем. Толщина активного слоя зависит в основном от содержания влаги и варьируется от толщины менее фута во влажных органических отложениях до нескольких футов в хорошо дренированном гравии.

    Вечная мерзлота образуется и существует в климате, где средняя годовая температура воздуха составляет 0 ° C или ниже. Такой климат, как правило, характеризуется продолжительной холодной малоснежной зимой и коротким относительно сухим прохладным летом. Таким образом, вечная мерзлота широко распространена в Арктике, субарктике и Антарктиде. По оценкам, он составляет 20 процентов поверхности суши в мире.

    Зоны вечной мерзлоты

    Вечная мерзлота широко распространена в северной части Северного полушария, где она встречается на 85% территории Аляски, 55% территории России и Канады и, вероятно, на всей территории Антарктиды.Вечная мерзлота распространена шире и на севере простирается на большую глубину, чем на юге. Его толщина составляет 1500 метров (5000 футов) на севере Сибири, 740 метров - на севере Аляски и постепенно уменьшается к югу.

    Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

    Большую часть вечной мерзлоты можно разделить на две широкие зоны; непрерывный и прерывистый, относящийся к боковой непрерывности вечной мерзлоты. В сплошной зоне крайнего севера вечная мерзлота присутствует почти везде, кроме не промерзающих до дна озер и рек.Прерывистая зона включает многочисленные участки, свободные от вечной мерзлоты, которые постепенно увеличиваются в размерах и количестве с севера на юг. Рядом с южной границей обнаружены лишь редкие участки вечной мерзлоты.

    В дополнение к тому, что вечная мерзлота широко распространена в арктических и субарктических районах Земли, вечная мерзлота существует также в более низких широтах и ​​в высокогорных районах. Этот вид многолетней мерзлоты называют альпийской вечной мерзлотой. Хотя данных с высоких плато и гор мало, измерения, проведенные ниже активного поверхностного слоя, указывают на зоны, где температура 0 ° C или ниже сохраняется в течение двух или более лет.Самая большая площадь вечной мерзлоты в Альпах находится в западном Китае, где, как известно, существует 1 500 000 квадратных километров (580 000 квадратных миль) вечной мерзлоты. В прилегающих к США территориях вечная мерзлота в Альпах ограничена примерно 100 000 квадратных километров в высоких горах на западе. Вечная мерзлота встречается на высоте до 2500 метров в северных штатах и ​​примерно на 3500 метров в Аризоне.

    Уникальное явление вечной мерзлоты - не имеющее аналогов на суше - находится под Северным Ледовитым океаном, на северных континентальных шельфах Северной Америки и Евразии.Это известно как подводная или морская вечная мерзлота.

    Изучение вечной мерзлоты

    Хотя существование вечной мерзлоты было известно жителям Сибири на протяжении веков, ученые западного мира не принимали всерьез отдельные сообщения о большой толщине мерзлого грунта, существовавшей под северными лесами и лугами до 1836 года. Затем Александр Теодор фон Миддендорф измерил температуры на глубине около 100 метров вечной мерзлоты в Шаргинском валу, неудачном колодце, вырытом для губернатора Российско-Аляскинской торговой компании, в Якутске, и подсчитал, что толщина вечной мерзлоты была 215 метров.С конца 19 века российские ученые и инженеры активно изучали вечную мерзлоту и применяли результаты своих исследований при освоении севера России.

    Точно так же старатели и исследователи знали о вечной мерзлоте в северных регионах Северной Америки в течение многих лет, но только после Второй мировой войны ученые и инженеры в Соединенных Штатах начали систематические исследования вечномерзлых грунтов. и Канада. С тех пор, как в 1970-х годах началась серьезная эксплуатация огромных запасов нефти на северных континентальных шельфах, исследования вечной мерзлоты под водой продвинулись даже быстрее, чем исследования вечной мерзлоты на суше.

    Исследования вечной мерзлоты в Альпах начались с изучения каменных ледников в Альпах Швейцарии. Хотя было известно, что лед существует в каменных ледниках, только после Второй мировой войны исследования геофизическими методами четко продемонстрировали медленное движение многолетнего льда, то есть вечной мерзлоты. В 1970-х и 1980-х годах в России, Китае и Скандинавии начались детальные геофизические работы, температура и исследование скважин вечной мерзлоты в горах, особенно в отношении строительства в высокогорных районах и на плато.

    Происхождение и устойчивость вечной мерзлоты

    Температура воздуха и температура земли

    В районах, где средняя годовая температура воздуха становится ниже 0 ° C, часть земли, промерзшей зимой, летом не оттаивает полностью; таким образом, слой вечной мерзлоты будет формироваться и каждый год будет постепенно расти вниз из сезонно мерзлого грунта. Слой вечной мерзлоты будет становиться толще каждую зиму, и его толщина будет контролироваться тепловым балансом между тепловым потоком из недр Земли и потоком тепла наружу в атмосферу.Этот баланс зависит от средней годовой температуры воздуха и геотермического градиента. Средний геотермический градиент увеличивается на 1 ° C (1,8 ° F) на каждые 30-60 метров глубины. В конце концов, сгущающийся слой вечной мерзлоты достигает равновесной глубины, на которой количество геотермального тепла, достигающего вечной мерзлоты, в среднем равно тому, которое теряется в атмосферу. Требуются тысячи лет, чтобы достичь состояния равновесия, при котором толщина вечной мерзлоты составляет сотни футов.

    Годовые колебания температуры воздуха от зимы к лету слабо отражаются в верхних нескольких метрах земли.Это колебание быстро уменьшается с глубиной, составляя всего несколько градусов на высоте 7,5 метров и едва заметное на расстоянии 15 метров. Уровень нулевой амплитуды, при котором колебания практически не обнаруживаются, составляет от 9 до 15 метров. Если вечная мерзлота находится в тепловом равновесии, температура на уровне нулевой амплитуды обычно считается минимальной температурой вечной мерзлоты. Ниже этой глубины температура постоянно увеличивается под воздействием тепла из недр Земли. Температура вечной мерзлоты на глубине минимального годового сезонного изменения колеблется от около 0 ° C на южной границе вечной мерзлоты до -10 ° C (14 ° F) на севере Аляски и -13 ° C (9 ° F) на северо-востоке Сибири. .

    По мере того, как климат становится холоднее или теплее, но при сохранении среднегодовой температуры ниже 0 ° C, температура вечной мерзлоты соответственно повышается или понижается, что приводит к изменениям положения основания вечной мерзлоты. Положение кровли вечной мерзлоты будет понижено из-за таяния, когда климат станет теплее до средней годовой температуры воздуха выше 0 ° C. Скорость изменения основания или кровли вечной мерзлоты зависит не только от количества климатических колебаний, но также от количества льда в грунте и состава грунта, условий, которые частично контролируют геотермический градиент.Если известен геотермический градиент и если температура поверхности остается стабильной в течение длительного периода времени, то, следовательно, можно прогнозировать, зная среднегодовую температуру воздуха, толщину вечной мерзлоты в конкретной области, удаленной от тел. воды.

    .

    Что такое вечная мерзлота? | НАСА Climate Kids

    Краткий ответ:

    Вечная мерзлота - это любой грунт, который остается полностью замерзшим - 32 ° F (0 ° C) или ниже - по крайней мере два года подряд. Эти постоянно мерзлые земли наиболее распространены в регионах с высокими горами и в более высоких широтах Земли - около Северного и Южного полюсов.

    Вечная мерзлота - это любая земля, которая остается полностью замерзшей - 32 ° F (0 ° C) или ниже - в течение как минимум двух лет подряд.Эти постоянно мерзлые земли наиболее распространены в регионах с высокими горами и в более высоких широтах Земли - около Северного и Южного полюсов.

    Вечная мерзлота покрывает большие регионы Земли. Почти четверть суши в Северном полушарии покрыта вечной мерзлотой. Несмотря на то, что земля промерзшая, районы вечной мерзлоты не всегда покрыты снегом.

    Большая часть тундры Аляски покрыта вечной мерзлотой. Многоугольники на снегу являются признаком таяния вечной мерзлоты.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / Charles Miller

    .

    Из чего состоит вечная мерзлота?

    Вечная мерзлота состоит из смеси почвы, камней и песка, которые удерживаются вместе льдом. Почва и лед в вечной мерзлоте остаются промерзшими в течение всего года.

    У поверхности вечная мерзлота также содержит большое количество органического углерода - материала, оставшегося от мертвых растений, который не может разложиться или сгнить из-за холода. Нижние слои вечной мерзлоты содержат почвы, состоящие в основном из минералов.

    Слой почвы поверх вечной мерзлоты не замерзает круглый год. Этот слой, называемый активным слоем , тает в теплые летние месяцы и снова замерзает осенью. В более холодных регионах земля оттаивает редко - даже летом. Там активный слой очень тонкий - всего от 4 до 6 дюймов (от 10 до 15 сантиметров). В более теплых районах вечной мерзлоты толщина активного слоя может достигать нескольких метров.

    Слои вечной мерзлоты. Фото: Бенджамин Джонс, Геологическая служба США. Общественное достояние (изменено)

    Как изменение климата влияет на вечную мерзлоту?

    По мере потепления климата на Земле тает вечная мерзлота.Это означает, что лед внутри вечной мерзлоты тает, оставляя после себя воду и почву.

    Таяние вечной мерзлоты может иметь драматические последствия для нашей планеты и живых существ на ней. Например:

    • Многие северные деревни построены на вечной мерзлоте. Когда вечная мерзлота замерзает, она тверже бетона. Однако таяние вечной мерзлоты может разрушить дома, дороги и другую инфраструктуру.

    • Когда вечная мерзлота замерзает, растительный материал в почве, называемый органическим углеродом, не может разлагаться или гнить.По мере таяния вечной мерзлоты микробы начинают разлагать этот материал. В результате этого процесса в атмосферу выделяются парниковые газы, такие как углекислый газ и метан.

    • Когда тает вечная мерзлота, то же самое происходит с древними бактериями и вирусами во льду и почве. Эти недавно размороженные микробы могут вызвать серьезные заболевания у людей и животных. Ученые обнаружили микробы возрастом более 400 000 лет в талой вечной мерзлоте.

    Блок тающей вечной мерзлоты, упавший в океан на арктическом побережье Аляски.Источник: Геологическая служба США

    .

    Из-за этих опасностей ученые внимательно следят за вечной мерзлотой Земли. Ученые используют спутниковые наблюдения из космоса, чтобы изучить обширные районы вечной мерзлоты, которые было бы трудно изучить с земли.

    Программа NASA Soil Moisture Active Passive или SMAP совершает полет на орбите Земли для сбора информации о влажности почвы. Он измеряет количество воды в верхних 2 дюймах (5 сантиметрах) почвы повсюду на поверхности Земли.Он также может определить, замерзла ли вода в почве или оттаяла. Измерения SMAP помогут ученым понять, где и как быстро тает вечная мерзлота.

    .

    Предупреждение об «обрушении» зданий в городах вечной мерзлоты Сибири в ближайшие 35 лет

    «Несущая способность» ранее твердого грунта ослабевает, и как жилые, так и промышленные сооружения всех видов сталкиваются с «обрушением». Фото: krestalex.ru

    Новое крупное научное исследование предупредило о риске для зданий в городских районах в зоне вечной мерзлоты России, вызванном изменением климата. Согласно российско-американскому анализу, наихудший сценарий может привести к «снижению несущей способности всей вечной мерзлоты к 2050 году на 75-95%».

    Авторы заключают: «Это может иметь разрушительные последствия для городов, построенных на вечной мерзлоте». Таяние вечной мерзлоты «потенциально может привести к деформации и разрушению конструкций».

    В рамках исследования были подробно изучены четыре сибирских города и все они находятся на 63% территории России, покрытой вечной мерзлотой.

    В ходе исследования были изучены четыре сибирских города: Салехард, Норильск, Якутск и Анадырь. Картина: The Siberian Times

    Эти местоположения были иллюстративными - и потенциальная угроза для зданий распространяется на города по всему региону, потому что «несущая способность» до сих пор твердого грунта ослабевает, и как жилые, так и промышленные сооружения всех видов сталкиваются с «обрушением».

    'В среднем самые быстрые изменения прогнозируются в Салехарде и Анадыре. Здесь несущая способность может снизиться до критического уровня к середине 2020-х годов.

    «В Якутске и Норильске критическое снижение несущей способности, вызванное климатом, ожидается примерно в 2040-х годах».





    Обрушение угла дома в центре Якутска в 1999 году, на фото Михаил Григорьев. Трещины в зданиях в центре Якутска, обнаруженные в 2015-2016 годах на фото The Siberian Times и Corvair

    Ученые, работа которых финансировалась Российским научным фондом и Национальным научным фондом США, подчеркивают, что «высокая неопределенность» в «климатических прогнозах» не позволяет делать окончательные выводы, и предлагают шесть различных сценариев скорости изменений.

    Тем не менее, они подчеркнули, что новые методы строительства должны учитывать изменения вечной мерзлоты под городами.

    «Наш анализ показывает, что вызванные климатом изменения вечной мерзлоты могут потенциально подорвать структурную устойчивость фундаментов, что указывает на очевидную необходимость принятия строительных норм и правил для регионов вечной мерзлоты, которые учитывают прогнозируемые изменения климата».



    Салехард, столица Ямала, может столкнуться с серьезными проблемами в середине 2020-х годов. Фотографии: The Siberian Times

    Многочисленные исследования показывают, что скорость потепления российской Арктики составляет примерно 0.12C в год - «значительно быстрее, чем в среднем в мире», утверждают авторы. Согласно более «консервативным» прогнозам, «несущая способность» все равно снизится менее чем на 25%.

    «Такое изменение не должно существенно повлиять на хорошо спроектированные конструкции», - говорится в исследовании, подразумевая, что менее качественные конструкции будут подорваны.





    Под яркими красками Анадырь скрывает трещины и пятна.Фотографии: yo.ru, Евгений Басов

    «Изменение климата и стабильность городской инфраструктуры в регионах вечной мерзлоты России ...» был написан Николаем I Шикломановым, Дмитрием А. Стрелецким, Тимоти Б. Свалесом (все они связаны с Университетом Джорджа Вашингтона) и Василием Кокоревом, аффилированным с государством. Гидрологический институт, Санкт-Петербург. Д. А. Стрелецкий также является аффилированным лицом Тюменского института криосферы Земли Сибирского отделения Российской академии наук, а Н. И. Шикломанов также является сотрудником Тюменского государственного нефтегазового университета.

    Исследование было опубликовано в журнале "Географическое обозрение" Американского географического общества Нью-Йорка , 4 октября 2016 г.

    «В Норильске критическое снижение несущей способности, вызванное климатом, ожидается примерно в 2040-х годах». Фотографии: The Siberian Times



    .

    Permafrost Environmental Consulting Inc. - Сохранение устойчивости наших клиентов с 1976 года

    Permafrost Environmental Consulting (PEC) специализируется на поиске решений экологических и геотехнических проблем, возникающих в холодных регионах. Ее президент Томас Л. Уайт, доктор философии, принес компании более 40 лет обширного геотехнического опыта в лабораторных и полевых условиях, а также в академической и правительственной среде. Доктор Уайт, ранее работавший в Национальном исследовательском совете Канады (геотехническая секция группы вечной мерзлоты, отдел строительных исследований) и бывший директор лабораторий геотехнических наук Карлтонского университета, и его сотрудники руководили проектами на местном, национальном и международном уровнях.Эти проекты включают проектирование и мониторинг трубопроводов в вечной мерзлоте, анализ воздействия мороза на дороги и фундаменты, изучение поведения загрязняющих веществ в вечной мерзлоте и изучение последствий изменения климата для инфраструктуры в холодных регионах. PEC продолжает развивать свои многочисленные исследования и исследования, предоставляя своим клиентам экономичные решения и инновации в области экологического и геотехнического мониторинга и управления.

    Консультационные услуги по регионам вечной мерзлоты и холодного климата

    • Данные и базы данных для изучения мерзлоты и мерзлоты
    • Инфраструктура
      • Трубопроводы
      • Дороги и фундаменты
    • Загрязняющие вещества
      • Приямки
      • Шахт
      • Станции Dewline
    • Последствия изменения климата
      • Мониторинг активного слоя и вечной мерзлоты

    Новинки!


    Стипендия для магистров в области северных исследований в Карлтонском университете


    Загрязняющие вещества в вечной мерзлоте


    Трубопроводы в вечной мерзлоте и замерзших грунтах Библиотека инженерных ресурсов и индексы базы данных (компакт-диск в комплекте)


    Модули данных для геотехнической и геотермальной инженерии инфраструктуры в холодном климате

    .

    Смотрите также