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

рологической станции, возведенное в 1930 г. на леднике Петрова (Алтай), прекрасно существующее без каких-либо деформаций уже многие годы (рис. 8).

В 1931 -1933 гг. впервые в строительной практике было возведено большое промышленное здание - тепловая Якутская центральная электростанция (ЯЦЭС) по методу сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований, запроектированное по расчетным формулам автора и построенное при его консультации (рис. 9). Это здание с 1933 г. (т. е. уже около 40 лет) эксплуатируется без каких-

Рис. 9. Разрез первого промышленного здания (ЯЦЭС), построенного по методу сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований

либо недопустимых деформаций (при достаточно высокой температуре внутри здания), причем граница вечномерзлых грунтов под зданием (по данным обследования Якутской научно-исследовательской станции АН СССР) не понизилась, а поднялась от 0,8 до 1,2 ж против первоначального ее уровня, что увеличило устойчивость фундаментов.

Имеется также ряд примеров успешного возведения и существования зданий и сооружений, запроектированных по методу учета прогнозируемых на основе решений механики мерзлых грунтов осадок мерзлых грунтов при оттаивании, о чем будет изложено ниже.

В заключение приведем снимок главной улицы в заполярном городе Норильске -проспекта В. И. Ленина (рис. 10), здания которого были запроектированы и построены по методу сохранения мерзлого состояния грунтов оснований. Эти здания оборудованы

центральным отоплением, горячим и холодным водоснабжением и имеют все современные удобства. Как видно из рисунка, здания и в суровых условиях вечномерзлых грунтов Заполярья, запроектированные в соответствии с научными основами механики мерзлых грунтов с использованием положительных свойств вечномерзлых грунтов (при сохранении их отрицательной температуры), находятся в хорошем состоянии.

Главнейшие понятия и определения. Основным признаком замерзания грунтов, горных пород, почв и любых других дисперсных тел является кристаллизация (при соответствуюш,ей отрицательной

Рис. 10. Проспект В. И. Ленина в г. Норильске,, построенный по методу сохранения мерзлого состояния грунтов оснований

температуре) в их порах льда. Процесс кристаллизации льда в порах грунтов сопровождается целым рядом сложнейших физико-химических явлений и процессов: миграцией воды, смерзанием минеральных частиц грунта, увеличением концентрации норовых растворов и пр. Эти явления и процессы формируют новые свойства замерзших грунтов, отличные от свойств грунтов немерзлых, причем первостепенную роль играет процесс цементации (спаянности) Е той или иной степени минеральных частиц льдом.

Однако поровая вода в грунтах и других дисперсных телах находится в поле действия электромолекулярных сил поверхности минеральных частиц (по крайней мере, несколько слоев воды, расположенных непосредственно у поверхности частиц), поэтому не вся вода при охлаждении грунта переходит в лед (кристаллизуется), а

лишь те слои ее, силы взаимодействия которых с поверхностью минеральных частиц при данной отрицательной температуре меньше сил кристаллизации льда.

Если при охлаждении грунта в его порах не образуется лед, то нет оснований такой грунт называть мерзлым. Поэтому мерзлыми грунтами, мерзлыми горными породами и мерзлыми почвами мы будем называть грунты и другие горные породы, почвы и дисперсные материалы, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которых хотя бы часть воды замерзла, т. е. превратилась в лед, цементируя минеральные частицы. Породы, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в порах которых лед не кристаллизовался, будем называть охлажденными (или морозными) и переохлажденными, если в них содержится прочносвязанная или минерализованная вода, не замерзающая при данной отрицательной температуре. Все остальные горные породы (грунты, почвы и пр.), имеющие положительную температуру, будем называть немерзлыми, а если они ранее находились хотя бы некоторое время в мерзлом состоянии и затем оттаяли - талыми породами.

Таким образом, все грунты («рыхлые горные породы») и другие горные породы (например, трещиновато-скальные) в зависимости от фазового состава их норовой воды будем разделять на три класса: 1) мерзлые породы; 2) охлажденные породы; 3) немерзлые породы.

В дальнейшем, мы все свое внимание уделим исследованию механических свойств мерзлых и вечномерзлых грунтов и механических процессо1В, в них протекающих, т. е. изложению проблем механики мерзлых грунтов.

Будем придерживаться следующего наименования мерзлых грунтов (а также -мерзлых трещиноватых скальных пород и почв) в зависимости от времени их существования:

Наименование Время существования

Вечномерзлые........Века и тысячелети)!

жМноголетнемерзлые.....От нескольких лет (но не менее трех) до нескольких десятилетий

Сезонномерзлые.......От 1 до 2 сезонов

Кратковременномерзлые .... От нескольких часов до нескольких суток (не регулярно возникающие)

Если время существования мерзлого состояния горных пород (грунтов и пр.) в наименовании не отражено, будем называть их просто мерзлыми (природно-мерзлыми или искусственно замороженными).

Таким образом, вечномерзлыми грунтами и вообще вечномерзлыми горными породами мы, следуя широко укоренившемуся народному представлению о «вечной мерзлоте», будем называть грунты и другие горные породы, весьма длительное время существующие в мерзлом состоянии, т. е. существующие века (столетия).