Том 1, № 4 (Октябрь-Декабрь 1997)
выпуск целиком (.pdf)

СОДЕРЖАНИЕ

ПPОБЛЕМЫ КPИОЛОГИИ ЗЕМЛИ

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КРИОЛОГИ ЗЕМЛИ

  • Сулержицкий Л.Д., Романенко Ф.А. Возраст и расселение «мамонтовой» фауны азиатского Заполярья (по радиоуглеродным данным) (c. 12-19).АННОТАЦИЯ
    Пополнившаяся коллекция радиоуглеродных дат по костям млекопитающих позволила построить гистограммы (с шагом 1 тысяча лет, всего 262 даты) по некоторым зверям “мамонтовой” фауны для азиатского Заполярья. Распределение дат на гистограммах позволяет говорить о перемещении ареалов животных за последние 50 000 лет на территории континента и островов Северного Ледовитого океана.
  • Харрис С.А. Реликт позднечетвертичной мерзлоты на бывшем нунатаке Плато Маунтин (Юго-Западная Альберта) (с. 20-27).АННОТАЦИЯ
    На Плато Маунтин, расположенном на юго-западе штата Альберта (Канада), наблюдается реликтовая альпийская мерзлота, оставшаяся от эпохи Поздневисконсинского оледенения. Плоская вершина горы не подвергалась оледенению в течение плейстоцена и реликтовая мерзлота здесь не соответствует современному климату. Вблизи поверхности температура пород понижается и тепло медленно проникает в породы. Тепло передается как посредством кондуктивного теплообмена, так и движением подземных вод, но при этом поступление тепла частично компенсируется охлаждающим влиянием потоков воздуха, проникающих между обломками и в трещины в коренных породах. Потоки подземных вод и воздуха оказывают существенное по величине, но локальное воздействие на температуру пород, и место приложения этого воздействия может изменяться во времени. Поверхность представлена структурными грунтами и термокарстовыми формами в стадии консервации, образовавшимися при вытаивании жильных льдов, которые сформировались при более холодном климате под каменными кольцами. На северной оконечности горы существует ледяная пещера, которая сохранилась в кровле многолетнемерзлых пород.  Альпийская растительность включает отдельные виды флоры Арктики, а также флоры   побережья США к югу от Калифорнии. Распространение специфических видов объясняется миграцией альпийской флоры во время прошлых холодных эпох. Наблюдаются также некоторые местные особенности.
  • Прик А. Лабораторное определение криогенного выветривания известняка в применении к горной мерзлоте (плато Маунтин, Альберта, Канада) (с. 28-34).АННОТАЦИЯ
    Критическая степень водонасыщения пористого известняка в сочетании с его распучиванием и сжатием в процессе промерзания-оттаивания дает представление о процессах, происходящих при морозном выветривании. Расширение образца влажной породы происходит только в условиях его высокого водонасыщенния и быстрого охлаждения, при которых усиливается эффект набухания засчет расширения воды при ее замерзании. При низкой степени водонасыщения (что типично для естественных условий) наблюдается сжатие образца, объясняющееся миграцией незамерзшей воды в пористсой среде, ведущее к осушению отдельных мелких пор. Осыпные склоны Плато Маунтин (Северо-Запад Альберты, Канада) позволяют сопоставить результаты таких экспериментов с полевыми исследованиями.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КРИОЛОГИИ ЗЕМЛИ

  • Дроздов Д.С. Оценка  достоверности  ландшафтной  индикации   инженерно-геокриологических  условий при  переходе  от  крупного  масштаба  к  среднему  при  региональных  работах  в  Западной  Сибири (c. 35-41).АННОТАЦИЯ
    Натурные исследования на ключевых участках и  ландшафтная индикация состава и свойств горных пород обеспечивают выполнение подавляющего большинства видов крупно- и среднемасштабных инженерно-геокриологических работ в равнинных районах криолитозоны. При обработке фактического материала необходим учет статистической, пространственной и содержательной (ландшафтно-геологической) представительности фактического материала. Должны учитываться: глубина скважин, количество точек опробования в контуре конкретного  выдела, площадь конкретных опробуемых контуров ПТК, соотношение площадей типов ПТК каждого иерархического уровня и пр. Особое значение это имеет при совместном рассмотрении карт разного масштаба или при переходе от одного масштаба исследований к другому в связи с разной степенью генерализации аэрофотоизображения при дешифрировании.
  • Васильев А.А. Дроздов Д.С. Методика и результаты крупномасштабных эколого-геологических исследований территорий рудных месторождений в криолитозоне (c. 42-49).АННОТАЦИЯ
    Применительно к районам рудных месторождений в криолитозоне предложено выделять терри­тории 4-х категорий устойчивости: 1) устойчивые — инженерная деятельность не вызывает негативных изменений в геологическойсреде; 2) условно устойчивые — возможна активизация процессов; 3) неустойчивые — инженерная деятельность вызывает изменения, трудно поддающиеся рекуль­тивации; 4) особо неустойчивые — угрожает полное разрушение поверхности. Для каждой территории дается информация о фоновых и прогнозных (при 100%-м нарушении поверхности) геокриологических и геохимических характеристиках. Контурным знаком выносится ве­личина современной техногенной нарушенности.

НАДЕЖНОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ

  • Пустовойт Г.П. Учет изменчивости климата при обеспечении надежности оснований сооружении в криолитозоне (c. 50-53).АННОТАЦИЯ
    В Строительных Нормах и Правилах (СНиП) влияние случайных факторов на устойчивость сооружений, возводимых на многолетнемерзлых породах, учитывается коэффициентом надежности. Этот коэффициент вносит в расчет основания некоторый запас прочности, призванный обеспечить его устойчивость вопреки неблагоприятным случайным воздействиям, прежде всего климатическим. Однако степень обеспеченности не может быть оценена при детерминистическом подходе, и коэффициент надежности вычислить невозможно, поэтому он назначается „волевым» порядком, исходя из опыта проектирования. Вероятностный подход дает количественную меру гарантии устойчивости основания — уровень безопасности — и позволяет связать его с коэффициентом надежности, функциональной зависимостью, а значит, и рассчитать коэффициент. В статье предложен метод его расчета, который может быть легко включен в СНиП в качестве дополнения к соответствующему пункту. Метод позволяет учесть и тренды температуры из-за глобальных изменений климата.
  • Горелик Я.Б., Феклистов В.Н., Нестеров А.Н. Термостабилизация свайных фундаментов локального сооружения на мерзлых грунтах (c. 54-58).АННОТАЦИЯ
    В соответствии  с установленными нами причинами деформации свайных фундаментов (недостаточная глубина погружения и пластично-мерзлое  состояние  пучинистого грунта)  предложен  комплекс  мероприятий по термостабилизации грунтов оснований этих фундаментов. Комплекс мероприятий включает в   первоочередном порядке использование  средств по понижению температуры грунта до твердомерзлого состояния (с помощью  термосифонов)  и  последующее за этим применение пенного покрытия по поверхности грунта в пределах контура фундаментов для усиления эффекта остаточного охлаждения. Выполненные расчеты и последующие наблюдения показали, что предлагаемая схема термостабилизации обеспечивает требуемое  значение остаточного охлаждения в пределах — 0,5оС, что с учетом начальной температуры грунта достаточно для перевода их в твердомерзлое состояние. Проведенные  в  1996 году наблюдения сразу после зимнего периода охлаждения термосифоноами и устройства теплоизоляции в начале летнего сезона показали, что в основании всех свайных кустов накоплены существенные запасы  холода  и  глубина  сезонного  оттаивания грунта в пределах свайных фундаментов  концу лета уменьшилась на 1,5-2 м по сравнению с предыдущим годом, что позволило снизить активный слой действия сил пучения на фундаменты и на соответствующую величину увеличить длину анкерной части свай. Наблюдения за поведением термостабилизированных таким образом оснований фундаментов  продолжаются.
  • Каган А.А., Кривоногова Н.Ф. Надежность оснований сооружений в криолитозоне (c. 59-61).АННОТАЦИЯ
    Рассматриваются принципы оценки надежности оснований сооружений, возводимых в криолитозоне, а также самих сооружений. Приводятся зависимости, описывающие условия надежности по прочности, деформируемости, водопроницаемости.
  • Кузьмин Г.П. Повышение надежности работы воздушных охлаждающих устройств конвективного действия (c. 62-65).АННОТАЦИЯ
    Рассмотрены особенности работы воздушных охлаждающих устройств конвективного действия — термосифонов известной и предлагаемой конструкций. Показаны факторы, определяющие льдообразование в коаксиальных термосифонах. Выявлены условия, при которых зарастание каналов термосифонов льдом не происходит или происходит через определенное время их работы. Получены расчетные зависимости между поперечными размерами каналов термосифонов, параметрами процессов льдообразования и сублимации льда и продолжительностью полной закупорки термосифонов льдом. Приводятся результаты экспериментальных исследований льдообразования и сублимации льда в термосифоне.
  • Джан Р.В. Особенности деформаций земляных плотин и водосбросных сооружений низкого напора в условиях вечной мерзлоты (c. 66-71).АННОТАЦИЯ
    Наряду с общеизвестными причинами деформаций грунтовых плотин (сложные геокриологические условия створов, суровый климат, сложные условия строительства и эксплуатации) вскрыты и исследованы специфические виды деформаций сооружений. К ним относятся поперечные морозобойные трещины и полигональные трещины усыхания, которые в ряде случаев являются начальными для развития морозобойных; трещины отслоения грунта от стенок устоев водосбросов. Зафиксированы микроструктурные преобразования грунтовых частиц, изменение гранулометрического состава, плотности упаковки и влажности. Вскрыт механизм отслоения грунта от конструкций водосбросов и измерены в натурных условиях на действующем сооружении величины перемещения грунтовых частиц, а также давление, которое они оказывают на стенки устоя.
  • Кондратьев В.Г. Деформации земляного полотна дорог на сильнольдистых вечномерзых грунтах и методы их предотвращения (c. 72-78).АННОТАЦИЯ
    Деформации земляного полотна на вечномерзлых грунтах в основном связаны с деградацией мерзлоты в его основании вследствие увеличения количества поглощенной солнечной радиации техногенной поверхностью по сравнению с естественной поверхностью, просачивания летних осадков через тело насыпи, увеличения толщины снежного покрова в нижней части насыпи и на прилегающей территории и фильтрации поверхностных и подземных вод в тело и основание насыпи на косогорных участках. В соавторстве с группой специалистов нами разработано несколько методов укрепления основания земляного полотна на сильнольдистых грунтах, основанных на регулировании соотношения охлаждающих и отепляющих факторов с целью сохранения основания в постоянно мерзлом состоянии (с помощью снегоочистки и окраски, солнцеосадкозащитного навеса, поперечных охлаждающих труб, пленочного экрана, продольных охлаждающих устройств) или на превентивном удалении льдистых массивов грунтов (ледяных линз) из основания и заполнении образующихся полостей непросадочными грунтами.
    На основе этих изобретений разработана рабочая документация опытно-экспериментальных участков земляного полотна строящейся ж.д. линии Беркакит — Якутск (с навесом, пленочным экраном, поперечными и продольными охлаждающими устройствами). Экспериментальные работы начаты также на Байкало-Амурской (по снегоочистке) и на Забайкальской (по навесу, окраске и другим техническим решениям) железных дорогах.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

  • Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В., Иващенко А.И. Геоинформационный подход к изучению углеродных потоков в тундровых ландшафтах (c. 79-84).АННОТАЦИЯ
    Для характеристики углеродного цикла ландшафта типичной тундры Северо-Западного Таймыра использован геоинформационный подход. Основными частями построенной ГИС являются: 1) компьютерная карта границ тундровых биогеоценозов, 2) база данных по суточным погодным параметрам, 3) модель сезонной динамики надземной фитомассы, 4) имитационная модель углеродных потоков. Оценены сезонные углеродные потоки (валовое дыхание, валовая продукция, чистый поток) для слагающих ландшафт биогеоценозов. Сезонный углеродный баланс (июнь—сентябрь) ландшафта охарактеризован как близкий к нулевому. Проведен компьютерный эксперимент, имитирующий влияние изменений температуры и облачности на углеродный баланс ландшафта типичных тундр.
  • Мельников Е.С., Конченко Л.А., Молчанова Л.С. Электронная ландшафтная основа циркумполярных карт экологического содержания для территории Российской Арктики (c. 85-88).АННОТАЦИЯ
    В Институте криосферы Земли СО РАН изготовлена электронная ландшафтная карта для территории Российской Арктики в масштабе 1:7 500 000. На карте показаны зональные, подзональные и высотно-поясные типы и подтипы ландшафтов, морфогенетические группы и виды ландшафтов с различным составом их литогенной основы.Эта карта может служить основой экологических карт различного содержания, составляемых с использованием геосистемного (ландшафтного) принципа построения. При создании карты использовались cовременные программные средства, применяемые в Геоинформационных системах (ГИС).

ХРОНИКА