Мерзлотные процессы и явления в многолетнемерзлых и сезонно мерзлых грунтах и методы борьбы с мерзлотными процессами.

Мерзлотными процессами называются экзогенные геологические процессы, которые обусловлены сезонным и многолетним промерзанием и оттаиванием увлажненных рыхлых горных пород, охлаждением мерзлых пород и замерзанием подземных вод.

Морозное пучение – за счет промерзания деятельного слоя, локальные поднятия зимой дорожных одежд увеличение объема породы при промерзании (~ на 10 %), при оттаивании образуются ямы. Присуще рыхлым породам – пылеватым. Образуются т.н. пучины. Высота их от 2–4 см до 50 см, и длина до 10–12 м. Особенно неприятно для линейных сооружений, железных дорог, автодорог. Борьба – осушение, замена пучинистых грунтов. Выпучивание фундаментов – морозное пучение (вымораживание) приводит к выпиранию столбов, фундаментов из основания (глинистые породы, рис. 40). Вот почему всегда глубина заложения фундаментов должна быть ниже глубины деятельного слоя (сезонного промерзания). А в области вечной мерзлоты – обмазки, гравийные, щебнистые засыпки, расширение фундаментов книзу. Бугры пучения (гидролакколиты) – подъем деятельного слоя за счет промерзания межпластовых вод. Термокарст – проседание земли за счет оттаивания при нарушении теплового режима. Наледь – скопление льда на поверхности в результате излившихся подземных или речных вод. При глубоком промерзании рек происходит сильное сужение сечения потока, и, как следствие, возрастает давление воды на лед. В ослабленных местах речной лед проламывается и вода изливается на поверхность, образуя речную наледь. Подобным образом формируются наземные наледи, с той лишь разницей, что верхней коркой является замерзающий грунт, а взламывают её грунтовые воды. Наиболее крупные, многолетние наледи образуются в местах глубинных разломов восходящими напорными подмерзлотными водами. Самой большой в России является Момская наледь, мощностью 6–7 м. и площадью 100 км2.
Солифлюкция – оплывание оттаявших пологих склонов южной экспозиции по мерзлоте. Курум – скопление крупнообломочного каменного материала, медленно передвигающегося вниз по склону. Любая инженерно-геологическая деятельность в криолитозоне имеет свою особую специфику. Так как многолетнемерзлые породы очень чутко реагируют на малейшее изменение локального температурного режима, а, следовательно, практически на любое вмешательство в изначальную среду, основным правилом любого строительства является прогноз и регулирование температурного состояния мерзлых грунтов. Главными опасностями для сооружений являются специфические процессы, такие как термокарст и морозное пучение. В связи с этим здания строят либо на насыпном грунте (преимущественно одноэтажные и двухэтажные), либо на сваях, забитых ниже уровня сезонного оттаивания. Для предотвращения оттаивания мерзлоты между землей и первым этажом оставляют вентилируемое пространство, обычно 1–1,5 м. При прокладке коммуникаций особое внимание уделяют тепло- и гидроизоляции. Строительство в районах распространения многолетнемерзлых пород регламентируется специальными СНиП и СН. Строительство производится по трем принципам:
– с сохранением мерзлоты на весь период эксплуатации– с предварительным оттаиванием и последующим укреплением основания или его заменой на другие грунты; – на скальном основании – без учета мерзлоты.
Мерзлотные явления - трещинообразование, пучение, солиф-люкция, термокарст - формируют пятнисто-мелкополигональный и бугорковатый (пятнисто-бугорковатый) микрорельеф на тундровых водоразделах и их склонах, крупнополигональный, плоско - и крупнобугристый микрорельеф - на обширных болотных равнинах. К первой группе относятся мерзлотные явления, совершающиеся постепенно: криогенный массо — и влагооб — мен в почвенной толще и процессы, связанные с длительным пребыванием почв в мерзлом состоянии, вызывающие различные физикохимические и химические превращения в почвенноймассе и почвенном растворе и изменяющие физические свойства почв.

Вторая группа включает мерзлотные явления, частично или полностью прерывающие нормальное развитие почвенного профиля. К ним относятся явления интенсивного пучения и трещннообразоваиня, вызывающие деформацию и нарушенное залегание почвенных горизонтов, их разрывы и погребение, образование пятен с полным уничтожением органогенного горизонта. Под влиянием этих процессов происходит чередование периодов относительно стабильного развития тундровых глеевых почв с периодами частичных и полных нарушений того почвенного профиля, который был создан в предшествующий период относительно спокойного развития. Вследствие этого рассматриваемые почвы характеризуются сложным генезисом.

БИЛЕТ 25