Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

воды вновь разбивается на полигоны повтооно-жильным льдом, и процесс образования термокарста повторяется.

Специальными опытами С. В. Томирдиаро * показано, что не-. пременным условием образования термокарста в любых суровых арктических условиях является одновоеменное соблюдение следующих двух положений:

1) грунтовый лед должен быть обнажен солнцу и

2) талая вода должна оставаться в углублении на льду. Материалы бурения таликовых лож термокарстовых озер показали, что ранее льдонасыщенные грунты значительно самоуплотне-

Рис. 25. План термокарстовых озер в Анадырской тундре

ны И консолидированы. В тундровых областях происходит массовая криогенная переработка грунтов перемещающимися по тундре термокарстовыми озерами, начало образования которых приурочивается к вытаиванию повторно-жильных льдов.

Поверхность равнин некоторых районов области распространения вечномерзлых грунтов перерабатывается, и иногда через несколько лет местность становится неузнаваемой, а дисперсные грунты претерпевают весьма сильные изменения.

*С. В. Томирдиаро. Физика озерного термокарста в полярных низменностях и в Антарктиде и криогенная переработка грунтов. «Калыма», ,1%5, № 7, 8.

Таким образом, на формирование мерзлых и вечномерзлых грунтов влияют не только образования прослойков, линз и клиньев льда, но и термокарстовые явления.

3. Погребенные льды образуются в том случае, когда фирновые льды и снежники постепенно засыпаются отложениями рыхлых горных пород или покрываются наносами весенних водных потоков. В стадии разрушения они характерны термокарстовыми западинами, воронками, цирками и т. п.

До 1930-х годов в литературе погребенным льдам («фирновым полям») иногда придавали излишне большое значение в формировании подземных льдов. Новейшие же данные, например исследования в Центральной Якутии, показали, что подземные льды и в этом районе являются преимущественно повторно-жильными образованиями.

Из приведенного краткого описания видов подземных льдов, формирующихся в условиях вечномерзлых грунтов, вытекает, что изучение их важно как в научном отношении (как средство для установления генезиса всей вмещающей толщи вечномерзлых пород), так и особенно - для практических целей, так как наибольшие затруднения при возведении сооружений в условиях вечномерзлых грунтов, обусловливают именно подземные льды.

ГЛАВА II

О МИГРАЦИИ ВЛАГИ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ ГРУНТОВ И СИЛАХ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ

§ 1. Современное положение вопроса о миграции влаги при промерзании грунтов

Как указывалось ранее, промерзание влажных дисперсных грунтов сопровождается рядом физических, физико-химических и физико-механических явлений и процессов. Исследования последних десятилетий, как отечественные (работы М. И. Сумгина и Н. А. Цытовича, М. Н. Гольдштейна, Н. А. Пузакова, И. А. Тютю-нова, 3. А. Нерсесовой, А. М. Пчелинцева, В. О. Орлова и многих других), так и зарубежные (Буюкоса, Тебера, Бескова, Юмикиса, Пеннера и др.), показывают, что основным процессом в промерзающих грунтах является перераспределение в них влажности вследствие миграции воды при промерзании и льдовыделение со всеми вытекающими из этих процессов следствиями.

Для обобщения материалов о миграции воды в промерзающих грунтах и обусловленного ею морозного пучения грунтов потребовалась бы обширная монография, что выходит за рамки настоящей работы. Подробные обзоры литературы по рассматриваемому вопросу можно найти в работах: «Основы геокриологии» коллектива авторов Института мерзлотоведения им. В. А. Обручева АН СССР, т. I и П (Изд-во АН СССР, 1959); В. О. Орлова «Криогенное пучение тонкодисперсных грунтов» (Изд-во АН СССР, 1962); «Теплофизика промерзающих и протаивающих грунтов» коллектива авторов под ред. Г. В. Порхаева (Изд-во АН СССР, 1964); А. М. Пчелинцева «Строение и физико-механические свойства мерзлых грунтов» (Изд-во «Наука», 1964); Н. С. Иванова «Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах» (Изд-во «Наука», 1969) и др.

При замерзании воды в грунтах не только резко скачкообразна изменяются свойства самих грунтов (во много раз увеличивается сцепление, а с ним и сопротивляемость внешним силам), но и значительно увеличивается объем мерзлого грунта, причем, как правило, это увеличение распределяется в грунте неравномерно.

Установлено, что при замерзании могут возникать такие условия, когда увеличение объема грунта вследствие миграции влаги к фронту промерзания и ее замерзания могут достигать десятков и даже сотен процентов.

Проблема миграции влаги при промерзании грунтов имеет очень большое значение; начиная с конца XIX в. многие исследователи занимались этой проблемой. Однако в результате чрезвычайной сложности процесса миграции влаги при промерзании грунтов и влияния на этот процесс ряда различных факторов физика процесса миграции влаги в грунтах в настоящее время еще недостаточно изучена. Было предложено несколько теорий миграции влаги при промерзании грунтов, отвечающих тем или иным наблю-