eLIBRARY ID: 33817138
Том I, № 4 (Октябрь-Декабрь 1997)
полный выпуск
Обложка
СОДЕРЖАНИЕ
ПPОБЛЕМЫ КPИОЛОГИИ ЗЕМЛИ
Комаров И.А. Обобщение автомодельных и квазистационарных решений по моделированию сезонного промерзания-протаивания пород на основе метода возмущений
АННОТАЦИЯПриводятся результаты моделирования процесса промерзания-оттаивания методом возмущений. Дано количественное сравнение с известными в геокриологии соотношениями Стефана, Лейбензона, Павлова, Балобаева, Кудрявцева, Фельдмана, Лукьянова-Головко.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАгеокриология, прогноз, промерзание, оттаивание, метод возмущений
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КРИОЛОГИИ ЗЕМЛИ
- Сулержицкий Л.Д., Романенко Ф.А. Возраст и расселение «мамонтовой» фауны азиатского Заполярья (по радиоуглеродным данным)
АННОТАЦИЯПополнившаяся 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА«мамонтовая фауна», остатки зверей, радиоуглеродное датирование, история расселения
- Харрис С.А. Реликт позднечетвертичной мерзлоты на бывшем нунатаке Плато Маунтин (Юго-Западная Альберта)
АННОТАЦИЯНа 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАПоздневисконсинское оледенение, реликтовая альпийская мерзлота, структурные грунты, альпийская растительность
- Прик А. Лабораторное определение криогенного выветривания известняка в применении к горной мерзлоте (плато Маунтин, Альберта, Канада)
АННОТАЦИЯКритическая 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 за счет расширения воды при ее замерзании. При низкой степени водонасыщения (что типично для естественных условий) наблюдается сжатие образца, объясняющееся миграцией незамерзшей воды в пористой среде, ведущее к осушению отдельных мелких пор. Осыпные склоны Плато Маунтин (Северо-Запад Альберты, Канада) позволяют сопоставить результаты таких экспериментов с полевыми исследованиями.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАМорозное выветривание, набухание, распучивание, циклы увлажнения/высыхания и замораживания/оттаивания, степень насыщения пор водой, дилатометрия
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
АННОТАЦИЯНатурные 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
АННОТАЦИЯПрименительно к районам рудных месторождений в криолитозоне предложено выделять территории 4-х категорий устойчивости: 1) устойчивые — инженерная деятельность не вызывает негативных изменений в геологической среде; 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАЭколого-геологические условия, устойчивость геологической среды, техногенные изменения, активизация экзогенных процессов, геохимическое загрязнение
НАДЕЖНОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ
- Пустовойт Г.П. Учет изменчивости климата при обеспечении надежности оснований сооружений в криолитозоне
АННОТАЦИЯВ 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАВечномерзлые грунты, надежность, риск, оптимизация, изменения климата
- Горелик Я.Б., Феклистов В.Н., Нестеров А.Н. Термостабилизация свайных фундаментов локального сооружения на мерзлых грунтах
АННОТАЦИЯВ 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 –0,5 оС, что с учетом начальной температуры грунта достаточно для перевода их в твердомерзлое состояние. Проведенные в 1996 году наблюдения сразу после зимнего периода охлаждения термосифонами 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАМерзлый грунт, свая, термостабилизация, термосифон, пена, теплоизоляционное покрытие
EDN: PUIBGT
- Каган А.А., Кривоногова Н.Ф. Надежность оснований сооружений в криолитозоне
АННОТАЦИЯРассматриваются принципы оценки надежности оснований сооружений, возводимых в криолитозоне, а также самих сооружений. Приводятся зависимости, описывающие условия надежности по прочности, деформируемости, водопроницаемости.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАНадежность, многолетнемерзлые грунты, предельные величины, основание сооружения, принцип строительства на многолетнемерзлых грунтах
- Кузьмин Г.П. Повышение надежности работы воздушных охлаждающих устройств конвективного действия
АННОТАЦИЯРассмотрены 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАВоздушный термосифон, расчет, сублимация льда, льдообразование
- Чжан Р.В. Особенности деформаций земляных плотин и водосбросных сооружений низкого напора в условиях вечной мерзлоты
АННОТАЦИЯНаряду 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАПлотина, водосброс, мерзлый грунт, деформация, влажность, температура
- Кондратьев В.Г. Деформации земляного полотна дорог на сильнольдистых вечномерзых грунтах и методы их предотвращения
АННОТАЦИЯДеформации 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
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.Деформации земляного полотна, вечная мерзлота, снегоочистка, окраска, навес, охлаждающие трубы, пленочный экран, устройства для аккумуляции холода, удаление ледяных масс
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
- Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В., Иващенко А.И. Геоинформационный подход к изучению углеродных потоков в тундровых ландшафтах
АННОТАЦИЯДля 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.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАУглеродный цикл, тундра, ландшафт, геоинформационная система, глобальные изменения
EDN: PMFPNX
- Мельников Е.С., Конченко Л.А., Молчанова Л.С. Электронная ландшафтная основа циркумполярных карт экологического содержания для территории Российской Арктики
АННОТАЦИЯВ 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).КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАЛандшафты криолитозоны, Российская Арктика, электронные карты, геоинформационные системы
ХРОНИКА
- Михаил Иванович Сумгин — основоположник науки о мерзлых толщах земной коры (к 125-летию со дня рождения)