Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Определение горизонтального давления на подпорные стены при сезонном промерзании-протаивании грунтов

ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Определение горизонтального давления на подпорные стены при сезонном промерзании-протаивании грунтов"

АЛЕКСЕЕВ АНДРЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ ПРИ СЕЗОННОМ ПРОМЕРЗАНИИ - ОТТАИВАНИИ ГРУНТА

Специальность 25.00.08 "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2006 г.

Работа выполнена в Научно-исследовательском, проектно-изыскательском и конст-рукгорско-технологическом институте оснований и подземных сооружений (НИИ-ОСП) им. Н.М. Герсеванова

Научный руководитель:

Кандидат технических наук

Бондаренко Г.И.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Роман Л.Т.

кандидат технических наук

Каширский В.И.

Ведущая организация:

ГУМО УАДМО «Мосавтодор»

Защита диссертации состоится "26" декабря 2006 г. в 13 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета К 303.011.01 при ОАО «Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве» но адресу: 105187, г. Москва, Окружной проезд, 18. Тел. (495) 366-31-89

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПНИИИС

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по указанному адресу.

Автореферат разослан ¿г» // 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного с(

К.Г-М.Н

О.П. Павлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА'РАБОТЫ

Актуальность работы. При строительстве подпорных стен в районах распространения сезоннопромерзающих пучинистых грунтов встает вопрос учета усилий, возникающих при промерзании - оттаивании грунтов. Как показывает опыт строительства подземных сооружений, невыполнение специальных мероприятий: замена пучинистого грунта, применение теплоизоляции и др., исключающих или снижающих усилия от промерзания - оттаивания пучинистых грунтов, приводит к возникновению недопустимых деформаций, приводящих к частичному или полному разрушению сооружений.

Вопросу строительства на пучинистых грунтах уделялось большое внимание, но в основном исследователи изучали вертикальные силы морозного пучения н деформации в этом направлении применительно к фундаментам мелкого заложения. Горизонтальное давление, действующее на стены подземных сооружений при промерзании — оттаивании грунтов, остается мало изученным. Не известны количественные величины и не разработаны методы учета этого давления, что препятствует принятию экономичных проектных решений. С другой стороны, недооценка давления, возникающего при промерзании - оттаивании пучинистого грунта, ведет к повреждению стен подземных сооружений и требует дополнительных затрат на их восстановление.

Таким образом, оценка величины и исследование закономерностей развития горизонтального давления, действующего на стены подземных сооружений (подпорных стен) в результате промерзания — оттаивания грунта, а также разработка методики его определения и учета является одним из мало исследованных вопросов и требует дальнейшего изучения.

Целью диссертационной работы являлось комплексное исследование температурного и напряженно-деформируемого состояния грунта при промерзании - оттаивании и разработка методики расчета горизонтального давления за подпорными стенами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

з

1. Разработать методику и экспериментальные установки, позволяющие в полевых и лабораторных условиях исследовать горизонтальное давление, возникающее при сезонном промерзании и последующем оттаивании грунтов за подпорными стенами.

2. Провести экспериментальное изучение процесса промерзания - оттаивания грунтов за подпорными стенами в натурных условиях с измерением величины горизонтального давления и температуры грунта, деформаций стен и массива грунта за ними.

3. Провести лабораторные исследования для получения дополнительных сведений об особенностях развития давления и деформации морозного пучения, осадки оттаивания, количественной оценки их значений, в зависимости от влажности, плотности, условий промораживания (открытая система — с подтоком воды и закрытая система - без подтока воды) для грунта опытного участка.

4. С использованием полученных фактических данных разработать методику расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорные стены.

5. Оценить влияние давления оттаивающего грунта на подпорные стены.

Методика исследований включала: полевые замеры горизонтального давления и

температуры воздуха и грунта, деформаций подпорных стен и грунта за ними на организованном опытном участке открытого транспортного тоннеля в г. Сергиев — Посад; лабораторные измерения давления и деформации морозного пучения, а также осадки оттаивания грунта, в зависимости от плотности, влажности, условий промораживания применительно к подпорным стенам; анализ, обобщение полученных результатов и разработка методики расчета горизонтального давления морозного пучения и давления оттаивающего грунта.

Достоверность результатов обеспечена трехлетними замерами, проведенными в полевых условиях и длительными лабораторными экспериментами (более 100 опытов) с использованием известных и многократно апробируемых другими авторами измерительных приборов и методик. Экспериментально установленные зависимости согласуются с данными расчетов и не противоречат экспериментально — теоретическим исследованиям других авторов, работающих по смежным специальностям.

Защищаемые положения.

1. Методика и результаты полевых исследований температурного режима грунта за подпорными стенами и горизонтального давления, действующего на подпорные стены при промерзании — оттаивании грунта.

2. Методика лабораторных измерений давления и деформации морозного пучения, а также осадки оттаивающего грунта.

3. Методика расчета количественной оценки горизонтального давления морозного пучения и дополнительного давления оттаивающего грунта.

Научная новизна работы. В полевых условиях проведены замеры горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорные стены и в массиве грунта, исследовано влияние температурного режима и глубины промерзания грунта на горизонтальное давление морозного пучения, получены экспериментальные зависимости горизонтального давления морозного пучения грунта от температуры и глубины промерзания грунта. Автором разработана методика расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, учитывающая сжимаемость талых слоев грунта и миграцию влаги из талого грунта к фронту промерзания. Автором предложена методика учета дополнительного давления оттаивающего грунта, действующего на подпорные стены в процессе оттаивания массива грунта в зазоре между стеной и мерзлым,еще не оттаявшим грунтом.

Личный вклад автора. В основу работы положены экспериментальные и аналитические материалы, полученные автором за последние 5 лет.

Практическое значение. Разработанные методика оценки горизонтального давления морозного пучения грунта и давления оттаивающего грунта могут быть использованы при проектировании стен подземных сооружений и ограждений котлованов в районах с сезонным промерзанием — оттаиванием грунтов. Это позволит обеспечить надежность их расчета по грунту и материалу и получить существенный экономический эффект за счет увеличения срока эксплуатации. Результаты исследований использованы при проектировании, строительстве и эксплуатации подпорных стен открытого транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев — Посад.

Апробация работы. Результаты работы были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научных форумах: Четвертая традиционная научно-

практическая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство — формирование среды жизнедеятельности», МГСУ — 2001 г.; Международная научно — практическая конференция «Горная промышленность и горные науки на рубеже веков», Москва — 2002 г.; Международная конференция «Криосфера нефте-' газоносных провинций», Тюмень - 2004 г.; Третья конференция геокриологов, МГУ -2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы- из 219 наименований. Работа содержит 190 страниц, 68 рисунков и 9 таблиц.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю к.т.н. Г.И. Бондаренко, д.г.-м.н. В.Г. Чевереву, сотрудникам НИИОСП им. Н.М. Герсеванова: д.т.н. |В.О. Орлову|, к.т.н. В.Е. Конашу, к.т.н. И.В. Колыбину, к.т.н. О.Н. Исаеву за полезные советы и внимание, способствовавшие выполнению данной работы, а также А А. Чапаеву, И.Н. Шуганову, М.Н. Царапову и Л.С. Михайловой за помощь в проведении лабораторных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой темы, сформулирована ее цель, решаемые задачи, научная новизна, методика исследований, защищаемые положения и практическое значение, область реализации диссертационной работы при проектировании подземных сооружений.

В первой главе рассматриваются и анализируются деформации, возникавшие в стенах подземных сооружений во время строительства и эксплуатации от воздействия промерзания — сгнаивания пучинистых грунтов. В данной главе дается обзор экспериментальных исследований давления морозного пучения грунтов в лабораторных и полевых условиях, представлены теоретические исследования давления морозного пучения грунтов при промерзании. Отмечается, что основное внимание ученые уделяли вертикальным силам морозного пучения и деформациям в этом направлении применительно к фундаментам мелкого заложения. Подчеркивается большой вклад в изучении морозного пучения грунтов отечественных инженеров и

ученых разных поколений, таких как; Р.Ш. Абжалимов, О.Р. Голли, М.Н. Гольд-штейн, Б.И. Долматов, М.И. Евдокимов - Рокотовский, Э.Д. Ершов, И.И. Железняк, IO.IC Зарецкий, IO.A. Ивин, В.Х. Ким, М.Ф. Киселев, Ю.Г. Куликов, Е.К. Лесков, H.H. Морарескул, В.О. Орлов, Н.Д. Перетрухин, H.A. Пузаков, В.И. Пусков, А.М. Пчелинцев, A.B. Свиныш, В.Г. Симагин, В.Г. Тишин, H.A. Толкачев, И.А.Тютюнов, В.В. Фурсов, В.Г. Чеверев, Е.Л. Шеф и других специалистов. Вопросам, непосредственно, связанным с влиянием давления морозного пучения на боковую поверхность подземных сооружений, посвящено сравнительно небольшое число работ. В основном исследования горизонтального давления морозного пучения грунта проводились применительно к гидротехническим сооружениям (А,Т. Беккер,

A.Я. Будин, Е.И. Хачшсяяц, Р.В. Чжан) и к стенам подвалов, где учитывалось горизонтальное давление морозного пучения, возникающее при вертикальном промерзании грунта с поверхности земли (В.О. Орлов, H.A. Перетрухин, Ю.Д. Дубнов,

B.И. Пусков и другие).

Показаны усилия, действующие на вертикальные стены подземных сооружений (в частности, подпорные стены) в процессе промерзания - оттаивания (рис.1). Нормальное давление морозного пучения грунтов, действующее на боковую поверхность подземных сооружений, можно подразделить на: горизонтальное давление морозного пучения, возникающее при промерзании грунта в горизонтальном направлении - через стену подземного сооружения н горизонтальное давление морозного пучения, возникающее при промерзании грунта в вертикальном направлении с поверхности земли (характерно для стен подвалов и низких, массивных или теплоизолированных подпорных стен).

Исследования горизонтального давления морозного пучения, развивающегося при промерзании грунта через подпорную стену, не проводились, что свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения этого важного вопроса.

Кроме того, приводится обзор работ, посвященных исследованию прочностных свойств мерзлых грунтов при оттаивании. Исследованием этого вопроса занимались многие ученые: П.И. Андрианов, Г.И. Бондаренко, С.С. Вялов, М.Н. Гольдштейн, П.Д. Евдокимов, В.Ф. Жуков, Н.К. Захаров, М.Ф. Киселев, Э.С. Костин, Г.И. Лапкин, B.C. Ласточкин, М.А. Малышев, З.А. Нерсесова,

Ряс.1.Схема промерзания грунта за подпорной стеной

1-подпорная стева; 2-горизоиталшое давление морозного пучения грунта; 3- касательные сила морозного пучения грунта; 4- потом холодного воздуха; 5- вертикальное давление морозного пучения грунта; в- мерзлый слой грунта; 7-грапица промерзания грунта, Ь-талый грунт; Ц - деформация подворной стены, возникающая в резул1тате воздействия давления морозного пучення грунта;

- поднятие поверхности грунта в резул1тате пучения; с1г - глубина промерзания грунта с поверхности;

- мощность грунта, промерзшего через подпорную стену.

А.Е. Федосов, B.B. Фурсов, H.A. Цытович, В.Б. Швец, Н.С. Швец, Е.П. Шушерина и другие.

Для определения влияния оттаивания промерзших грунтов на подпорные стены требуется решение задачи, связанной с прогнозированием вертикальных и горизонтальных перемещений грунта, находящегося за подпорной стеной, исследованием изменения физика - механических свойств грунта в результате промерзания и оттаивания, необходимых для разработки методики расчета давления грунта, действующего на подпорную стену в результате опаивания.

Во второй главе описаны методики полевых и лабораторных исследований. Исследование процесса промерзания - оттаивания грунтов за подпорными стенами в полевых условиях проводилось комплексно и включало: 1)замеры горизонтального давления грунта за подпорными стенами; 2)замеры деформаций подпорных стен и массива грунта за ними; 3)исследование температурно — влажностного режима грунтов, глубины и скорости их сезонного промерзания с поверхности земли и через подпорную стену.

Экспериментальные исследования в природных условиях проводились на опытном участке подпорной стены открытого транспортного тоннеля, расположенного в городе Сергиев—Посад Московской области. Протяженность тоннеля превышает 400 м. Высота стен различна и находится в пределах от 4 до 12 м. Ширина лотка автодороги равна 21,5 м. Ограждающая конструкция транспортного тоннеля выполнена методом «стена в грунте» из сборно-монолитного железобетона имеет толщину 0,83 м.

Для получения достоверной информации о величине горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего непосредственно на конструкцию подпорной стены, а также на мерзлый грунт на расстояниях 0,15 и 0,30 м на разной высоте от поверхности грунта: 0,8; 1,1; 1,4; 1,7 и 2,0 м установлены датчики давления - мессдозы конструкции ЦНИИСК. Значения давления регистрировались измерительным прибором ЦТИ-1. Мессдозы установлены таким образом, что позволили замерить горизонтальное давление морозного пучения грунта, при его промерзании через подпорную стену - горизонтальное промерзание. В основном исследователи (В.О. Орлов, H.A. Перетрухин и др.) замеряли горизонтальное давление

морозного пучения, развивающееся при промерзании фунта с поверхности земли -вертикальное направление. Температурный режим грунтов наблюдался через три специально оборудованные на расстоянии 0,15; 0,20 и 0,36 м от подпорной стены вертикальные скважины. Температура грунта измерялась с глубины 0,5 до 4,5 м от поверхности через каждый метр с точностью 0,1°С. Для замеров температуры использовались термокосы конструкции ПНИИС. Распределение температуры за подпорной стеной учитывалось при определении положения условной границы промерзания грунта.

Кроме, полевых исследований, проведены лабораторные исследования процесса промерзания - оттаивания. Установка для проведения экспериментов сконструирована автором с учетом ГОСТ 28622-90 «Метод лабораторного определения степени пучинистости» и приборов, разработанных другими авторами: H.H. Мораре скуло м, М.Н. Гольдщтейном, H.A.- Толкачевым, A.M. Пчелинцевым, О.Р. Голли, В.Х. Кимом и др., позволяет определять деформации грунта при промерзании и оттаивании в требуемом температурном и влажностном режиме, а также давление морозного пучения грунта с помощью современных приборов.

Установка состоит из обоймы дня грунта диаметром 112,8 мм и высотой 150 мм, поддона с водой для промораживания грунта с подтоком воды, устройства для регулирования температуры воды в поддоне (тэна и термореле) и устройств для измерения: деформаций - индикатор часового типа ИЧ-10 (мессура); температуры - термопреобразователи сопротивления с измерительным прибором; давления морозного пучения грунта - мессдозы (мессдоза жестко вмонтирована в крышку, моделирующую участок подпорной стены) и регистрирующий прибор ЦТИ — 1. Для обеспечения одномерного промерзания грунта установка со всех сторон, кроме верха, изолировалась слоем пенопласта и помещалась в климатическую камеру ILKA, в которой поддерживался заданный температурный режим с точностью ±0,1°С.

Проанализированы инженерно-геологические условия трассы тоннеля и обосновывается выбор опытного участка. Описываются климатические условия района. Представлено описание инженерно-геологических условий экспериментальной площадки, обустроенной на опытном участке подпорной стены открытого транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев-Посад Московской области. Co-

держатся краткие сведения об основных строительных свойствах грунта опытного участка - верхнечетвертичного пролговиального суглинка. Влажность суглинка на границе текучести равна 0,24, раскатывания - 0,14, природная влажность изменяется от 0,20 до 0,24, что соответствует мягколластичному и текучему состоянию.

В третьей главе представлены результаты нолевых исследований. Измерения горизонтального давления морозного пучения и температуры грунта проводились в три зимних, периода 2001—2004 гг. с ноября по май, отсчеты снимались ежедневно. Погодные условия в зимние периоды 2001-2004 годов имели крайне неустойчивый характер: периоды резкого охлаждения воздуха сменялись оттепелями. Среднестатистическая температура зимнего периода доя г. Сергиев-Посад по данным многолетних наблюдений составляет -6,78°С. В результате измерений температуры воздуха, проведенных автором в районе расположения тоннеля, установлено, что средняя температура зимнего периода 2001-2002 гг. составила -4,85°С, в 2002 -2003 гг. составила -4,52°С, в 2003-2004 гг. составила -4,44°С. Глубина промерзания грунта с поверхности земли (снежный покров отсутствовал) в зимний период

2001-2002 гг. составила - 1,56 м, мощность мерзлого грунта, промерзшего через подпорную стену - 1,02 м, в 2002-2003 гг. соответственно -1,53 м и 0,99 м, в 2003 —2004 гг. соответственно — 1,26 м и 0,76 м. Средняя скорость промерзания грунта в зимний период 2001-2002 гг. составляла для грунта, промерзшего через открытую поверхность (вертикальное промерзание), -2,5 см/сут, для грунта, промерзающего за подпорной стеной (горизонтальное промерзание), - 1,3 см/сут, в зимний период

2002—2003 гг. соответственно -1,7 см/сут и 1,1 см/сут, в зимний период 2003 —2004 гг. соответственно — 1,3 см/сут и 0,7 см/сут. В осенний период (перед промерзанием) все поры грунта были заполнены водой, влажность грунта составляла 0,23-4),25 грунт соответствовал мягкопластичному И текучему состоянию. В результате криогенной миграции воды в горизонтальном направлении к фронту промерзания, влажность грунта у подпорной стены к концу зимнего периода увеличилась до 0,28-И),30.

Натурные наблюдения, проведенные в течение трех зимних периодов 2001 - 2004 гг., позволили получить зависимости развития горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной во времени от температуры возду-

xa, грунта и глубины промерзания по высоте подпорной стены (рис.2). Давление морозного сучения грунта увеличивалось после понижения температуры воздуха через один-пять дней, что связано с постепенным промерзанием грунта и миграцией воды из талого грунта, приводящей к увеличению объема воды в промерзающем слое грунта и, как следствие, увеличению давления морозного пучения, вызванного увеличением объема воды при кристаллизации. Измерения показали, что максимальная величина горизонтального давления морозного пучения за подпорной стеной в зимний период 2001-2002 гг. достигала - 0,19 МПа (замеры проводились не весь зимний период, а до 15 февраля), в зимний период 2002 - 2003 гг. - 0,45 МПа, в зимний период 2003-2004 гг. - 0,50 МПа. Величина давления морозного пучения грунта зависит от скорости и глубины промерзания грунтов за подпорной стеной. Чем меньше скорость и больше глубина промерзания грунта, тем величина давления морозного пучения выше. Давление морозного пучения грунта, замеренное на контакте грунта и подпорной стены, в среднем превышало давление, замеренное на расстояниях 0,15 и 0,30 м от подпорной стены, что объясняется большей мощностью промерзшего грунта за подпорной стеной. Давление морозного пучения грунта за подпорной стеной распределялось по глубине неравномерно и зависело от температуры, глубины промерзания и скорости промерзания грунта, физических характеристик грунта (влажность, плотность грунта). В весенний период давление морозного пучения понижалось и после полного оттаивания грунта равнялось нулю.

В период промерзания грунта отмечено образование трещин в подпорных стенах длиной до б м, шириной до 10 мм. Наблюдениями за оттаиванием массива грунта, проводимыми в весенние периоды, обнаружено: проседание грунта и отыос-тки за подпорными стенами длиной до 14 м, глубиной до 11 см, образование щелей между подпорными стенами и отмосткой длиной до 48 м, шириной до 5 см.

В четвертой главе представлены результаты лабораторных исследований, выполненных с целью количественной оценки давления и деформации морозного пучения, а также осадки суглинка при оттаивании и получения зависимостей данных параметров от плотности, влажности, условий промораживания.

Исследования проводились на искусственно приготовленных образцах верхнечетвертичного пролювиального суглинка, отобранного на опытном участке

5

3

1

О

о 4

1 -1

& -3

а

I -5

о

г <и -7

-9

-11

-13

-15

Рис.2.3ависимость горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорную стену, от: а)температуры грунта и б)мощности мерзлого слоя грунта на различной глубине от поверхности земли.

подпорной стены в г. Сергиев - Посад. Для выполнения опытов приготовляли пасту грунта с влажностью: 0,24 (4=1, текучее состояние); 0,20 (/¿=0,6, мяпсопластичное состояние); 0,17 (/¿=0,3, тугопластичное состояние); и плотностью: 2,1; 2,0 и 1,8 г/см3.

Образцы грунта замораживали при температуре, равной -б,8°С, одинаковой во всех опытах и соответствующей среднезимней температуре воздуха в г. Сергиев -Посад, промораживание образцов было односторонним (сверху). Всего было проведено около 60 опытов по определению давления и деформации морозного пучения грунта.

Лабораторные исследования позволили получить зависимости деформации морозного пучения суглинка во времени и проследить характерные фазы развития деформаций, зависимости давления и деформаций морозного пучения суглинка от влажности, плотности, пористости, а также зависимости давления морозного пучения от деформаций.

В результате лабораторных исследований деформации и давления морозного пучения суглинка при промерзании установлено, что:

- давление морозного пучения находится в пределах 0,17+0,47 МПа;

- относительная деформация морозного пучения находится в пределах 0,010+0,038;

- с повышением начальной влажности от 0,17 до 0,24 при неизменной плотности давление и деформация морозного пучения при промерзании возрастают;

- с повышением начальной пористости грунта давление и деформация морозного пучения грунта понижаются;

- с повышением начальной плотности от 1,8 до 2,1 г/см3 (плотности скелета от 1,45 до 1,79 г/см3) и сохранении влажности грунта неизменной для трехфазной системы давление и деформация морозного пучения 1рунта возрастают. Данные зависимости характерны как для закрытой, так и для открытой систем.

Влажность грунта при его промерзании в открытой системе изменяется в зависимости от возможности изменения грунта в объеме:

- при промерзании грунта в замкнутом объеме его влажность, в результате криогенной миграции^увеличивается незначительно, примерно на 0,035;

- при промерзании груша с открытой верхней поверхностью влажность грунта, в результате криогенной миграции, значительно увеличивается, примерно в 2,7-5-3,5 14

раза больше, чем в замкнутом объеме;

- при наличии подтока влаги в промерзающий слой грунта деформация и давление морозного пучения грунта были примерно в 1,5 раза выше по сравнению с аналогичными параметрами, полученными в закрытой системе.

Результаты лабораторных работ использованы автором для разработки методики расчетов горизонтального давления морозного пучения, действующего на подпорные стены.

Предложена методика определения давления морозного пучения грунта в лабораторных условиях с применением поправочных коэффициентов, полученных по теории подобия, учитывающих сжимаемость талых слоев грунта и фактическую глубину промерзания грунта в натурных условиях. Методика разработана с учетом предпосылок других ученых: В.О. Орлов, H.A. Перетрухин, В.Х. Ким.

Значения давления морозного пучения грунта, полученные в лабораторных условиях с применением поправочных коэффициентов, сопоставимы со значениями максимального горизонтального давления морозного пучения грунта, замеренными в натурных условиях. Так значения горизонтального давления морозного пучения грунта, замеренные в полевых условиях с природной влажностью, равной 0,24 и плотностью 2,0 г/см3, составили: в 2002-03 гг. - 0,45 MTIa, в 2003-04 гг. - 0,50 МПа и отличаются от значений давления морозного пучения, полученных в лабораторных условиях для грунтов с теми же физическими свойствами не более чем на 10%.

Исследования деформации грунта при оттаивании проводились в той же установке, в которой осуществлялось замораживание образцов грунта и замерялись деформации и давление морозного пучения грунта при его промерзании. После завершения опыта по замораживанию образцов грунта, повышали температуру воздуха в камере до +18-м-20°С и замеряли осадку тех же образцов грунта при оттаивании. Было проведено более 40 опытов по определению осадки оттаивающего грунта.

В результате проведенных лабораторных исследований, получены значения деформаций грунта в процессе промерзания — оттаивания, прослежены характерные фазы развития деформаций, а также изменения деформаций при оттаивании суглинка во времени.

На основании лабораторных исследований осадки суглинка при оттаивании установлено, что:

-относительная осадка грунта при оттаивании находится в пределах 0,005 -г-0,042 (табл.1);

-с повышением начальной влажности от 0,17 до 0,33, коэффициента пористости от 0,53 до 0,96 и степени заполнения пор грунта водой от 0,59 до 1,00 осадка оттаивания повышается;

-с повышением начальной плотности скелета грунта от 1,38 до 1,77 г/см3 осадка оттаивания понижается;

-величина осадки грунта при оттаивании достигала величины деформации морозного пучения, а в некоторых опытах превышала ее.

Полученные значения осадки исследуемого грунта при оттаивании, а также зависимости осадки от влажности, плотности, пористости и степени заполнения пор грунта водой были использованы для оценки величины осадки грунта за подпорными стенами и для разработки методики расчетов горизонтального давления оттаивающего грунта.

Таблица 1

№, п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Влажность грунта 0,33 0,32 0,31 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,17

Средняя относительная осадка оттаивания 0,042 0,033 0,031 0,026 0,023 0,023 0,021 0,016 0,015 0,005

В пятой главе описан механизм развития горизонтального давления грунта за подпорными стенами в процессе промерзания - оттаивания. На основании результатов многолетних наблюдений за температурным режимом и напряженно — деформируемым состоянием грунтов, находящихся за подпорными стенами, выделены основные стадии промерзания грунта, в зависимости, от состояния промерзающего грунта: начальное замерзание (пучение незначительное); активное промерзание и пучение (происходит основное пучение грунта); охлаждение (грунт переходит в твердомерзлое состояние).

В начальный период промерзания грунт за подпорной стеной промерзает только сверху, тле. до полного промерзания (охлаждения) материала подпорной стены тре-

буется некоторое время. Дальнейшее промерзание грунта происходит в двух направлениях; продолжается промерзание грунта по вертикали (сверху) и начинается промерзание грунта в горизонтальном направлении через тело подпорной стены.

На основании проведенных полевых и лабораторных исследований, автором разработана методика расчета горизонтального давления грунта в процессе его промерзания-оттаивания за подпорными стенами. Расчет горизонтального давления, действующего на подпорные стены, следует вести исходя из учета условий промерзания-оттаивания грунтов за подпорными стенами, для чего предлагаются три варианта расчета.

Вариант 1. Промерзание грунта за подпорной стеной происходит только с поверхности земли в вертикальном направлении. Промерзание грунта через подпорную стену произойдет позднее, после промерзания (охлаждения) подпорной стены. Приближенно вертикальное давление морозного пучения (или иначе давление сопротивления пучению) на контакте мерзлого и талого грунта будет равно весу вышерасположенного промерзшего грунта (бытовое сопротивление пучению) шпос внешняя нагрузка (при наличии), что отмечается многими учеными М.Ф. Киселевым, В.И. Пусковым, В.А. Едалиным и др. Горизонтальная составляющая давления, промерзшего в вертикальном направлении грунта, равна вертикальному давлению с учетом коэффициента перехода. В соответствии с работой В.И. Пускова, коэффициент перехода зависит от свойств грунта, условий промораживания и наличия внешней нагрузки, определяется специальными исследованиями для условий, идентичных с природными. ,

Вариант 2. Промерзание грунта происходит в горизонтальном направлении через подпорную стену. Горизонтальное давление морозного пучения грунта, возникающее при промерзании грунта через подпорную стену и действующее на нес, можно определить, исходя из следующих допущений:

1. подпорная стена не деформируется (жесткая) и увеличение грунта в объеме будет происходить, в основном, за счет уплотнения талого грунта на величину деформации морозного пучения, вызванного промерзанием грунта за подпорной стеной;

2. касательные силы морозного пучения грунта, действующие на подпорную стену, не учитываются;

3. толща твердомерзлого грунта не деформируется.

При разработке методики расчета были использованы предпосылки, сделанные В.О. Орловым при расчете вертикальных деформаций и сил морозного пучения грунта. Исходя из этого, предполагаем, что при жесткой подпорной стене увеличение в объеме влажного грунта при его промерзании будет компенсироваться усадкой уплотнения талого грунта, соприкасающегося с промерзающей толщей, при этом деформация пучения будет отсутствовать. Используя зависимость усадки талого грунта, предложенную Н_Я. Денисовым для талых грунтов, горизонтальное давление морозного пучения грунта можно определить по следующим формулам:

ЬгЕт

[0,5С+еЛ)£(1 + е. -(1 + е»)^)]^

^-г_________(О

(2)

* ~ 0,5(1+ *„,)/?(! + ** -(1+е.^)' где А/ - деформация морозного пучения, м;

Ег - модуль деформации талого грунта, МПа; Р - коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона; с1] — глубина промерзания грунта, м; Ер, - относительная деформация морозного пучения; ел - коэффициент пористости грунта до начала пучения в талом состоянии.

Значения И/ и г® могут быть определены экспериментальным путем (в полевых и лабораторных условиях) или расчетным путем.

Расчет по формулам (1) и (2) следует вести при промерзании грунт в закрытой системе при его влажности, не превышающей влажность на границе раскатывания.

При промерзании грунта в условиях закрытой системы с влажностью, превышающей влажность на границе раскатывания, миграция влаги будет наблюдаться за счет оттока поровой воды из талого в промерзающий слой грунта. Талый грунт будет «отдавать» воду до тех пор, пока его влажность не станет равной влажности на границе раскатывания. В таком состоянии грунт доходит до предела усадки и его дальнейшее обезвоживание прекращается. Используя данное предположение и зави-

симость по расчету деформации морозного пучения грунтов, формула (2) примет вид:

0,09^(2 W-Wr-W,)ET ~ 0,5р„(1 + ей)ДО + *Л-(1 + 0**)'

где W, Wp, W„ — влажность: природная, на границе раскатывания и незамерзшей воды;

Рл Р* - плотность: сухого грунта и воды.

В условиях открытой системы (наличие водоносных горизонтов, увлажнение грунтов за счет атмосферных осадков и др.) деформация морозного пучения будет состоять из двух составляющих: деформации за счет увеличения объема поровой воды во время промораживания грунта и деформации за счет увеличения в объеме воды, подтянутой в промерзающий грунт из талой зоны в процессе криогенной миграции. Для открытой системы выражение (2) запишется в следующем виде:

(0,09 ^-{W-WJ+1,090, )Ej

а ---(4)

где Q, — количество мигрирующей в промерзающий грунт воды.,

Количество мигрирующей воды Q, зависит от множества факторов по H.A. Цытовичу: Q, =f[Iw, е. с р- • ■]•

где Iw.bxp ~ движущий градиент (Ж- влажность, 0 - температура, химический потенциал, р — величина внешнего давления).

Значения деформации морозного пучения при промерзании в открытой системе можно получить в лабораторных условиях или по разработанным некоторыми учеными (В.О. Орлов, В. Д. Карлов и др.) расчетным методикам.

По рассмотренным формулам автором выполнены расчеты величины горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорную стену, при промерзании грунта через нее с учетом экспериментальных данных.

Рассчитанные по вышеприведенным формулам значения горизонтального давления морозного пучения грунта сравнивались со значениями горизонтального давления, замеренного в полевых и полученного в лабораторных условиях Расчетные значения горизонтального давления морозного пучения грунта оказались сопоста-

вимы с результатами лабораторных исследований и отличаются не более чем на 12% и, замеренными в натурных условиях, отличаясь примерно на 13%.

Вариант 3. Оттаивание грунта за подпорной стеной. При воздействии положительной температуры воздуха в весенний период мерзлые грунты, находящиеся за подпорной стеной, начинают оттаивать. Оттаивание грунта за подпорной стеной происходит в трех направлениях: со стороны талого грунта, со стороны открытой поверхности и через подпорную стену. В результате оттаивания происходит зависание оттаявшего грунта в зазоре между подпорной стеной и мерзлым грунтом, консолидация и упрочнение оттаявших пород происходит только после разрушения образующегося свода разгрузки и просадки опаявшего грунта. При оттаивании давление на подпорную стену и мерзлый массив грунта будет возрастать. При этом на подпорную стену и мерзлый грунт будет действовать горизонтальное давление.

Вес, смещающегося за подпорной стеной объема пород (свода разгрузки), меньше предельных усилий сдвига и, следовательно, полностью может быть воспринят вертикальными стеной и окружающим зову недеформируемым массивом мерзлых пород при размерах свода разгрузки Д* на глубине равным в связных грунтах (В. Д. Пономарев):

£> ^^иО-»11 <Рд*8<Р, , 2С, ф

О + яп^) Г«.'

где С], <р! - сцепление и угол внутреннего трения принимаются по результатам лабораторных исследований мерзлых пород при оттаивании;

7ая - удельный вес оттаявшего грунта, кН/м3.

После разрушения свода разгрузки наступает период консолидации и уплотнения оттаявших грунтов под собственным весом.

Горизонтальное давление, действующее на подпорную стену при опаивании груша в зазоре между стеной и мерзлым грунтом (зависающего объема оттаивающих грунтов), можно определить по методике Э.С. Костина:

* п С

где А» - размер зоны оттаивания за подпорной стеной (свода разгрузки), изменяющийся во времени от значений: Д»«¡«=1, до 1С

Тот

здесь Лу — коэффициент бокового давления оттаявших пород, определяемый по формуле:

('~5'ПУ'). (7)

(1 + ЯПр,)

При Ио^>5 Ос, в уравнении (6) вторым множителем можно пренебречь, тогда (6) будет максимальным и примет вид:

°л = ~ • (8)

Проведенные расчеты показали, что в период оттаивания грунта на подпорные стены, действует дополнительное горизонтальное давление, равное 0,025 МПа. Давление оттаивающего грунта, действующее на подпорную стену, значительно меньше давления морозного пучения для рассматриваемых условий. В районах с глубоким промерзанием грунтов, более 3-х метров или при использовании искусственного замораживания грунтов для глубоких тоннелей давление оттаивающего грунта будет значительно больше за счет оттаивания большего массива грунта и его учет в расчетах вертикальных стен обязателен.

ВЫВОДЫ

1. Разработана методика комплексного исследования температурного режима и динамики развития напряженно - деформированного состояния грунтов за подпорными стенами в процессе сезонного промерзания - оттаивания в полевых и лабораторных условиях.

2. Полевыми исследованиями, проведенными в 2001-2004 гг. на участке подпорной стены открытого транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев - Посад установлено, что горизонтальное давление морозного пучения грунта (суглинка) увеличивается после понижения температуры наружного воздуха в течение одного-пяти

дней, что связано с постепенным промерзанием грунта и миграцией воды из подстилающих слоев талого грунта. Горизонтальное давление морозного пучения меняется скачкообразно и достигает максимума на контакте грунта с подпорной стеной, его значение возрастает с понижением температуры и увеличением мощности промерзшего слоя грунта. Величина максимального горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной составила 0,19-0,50 МПа, По мере удаления от стены давление морозного пучения уменьшается. По глубине горизонтальное давление морозного пучения грунта изменяется неравномерно, в зависимости от температуры и физических свойств грунта. В натурных условиях получены изменения горизонтального давления морозного пучения грунта в течение зимнего периода на разной глубине и удалении от подпорной стены, в зависимости от температуры и мощности слоя промерзшего грунта, которые согласуются с результатами лабораторных исследований.

3. Лабораторными исследованиями на образцах суглинка, отобранного на опытном участке подпорной стеш^патучешл . количественные значения и установлены зависимости давления, деформаций морозного пучения и осадки оттаивания от влажности, плотности и условий промораживания. Разработана методика определения давления морозного пучения грунта с учетом переходных коэффициентов, полученных по теории подобия, учитывающих сжимаемость талых слоев грунта и фактическую глубину промерзания грунта. Значения давления морозного пучения грунта, полученные в лабораторных условиях, сопоставимы со значениями максимального горизонтального давления морозного пучения грунта, замеренными в натурных условиях, и отличаются не более чем на 10%.

4. Разработаны методики расчета горизонтального давления морозного сучения глинистых грунтов для условий закрытой и открытой систем с учетом сжимаемости талых слоев грунта и миграции воды.

Проведенные расчеты по предложенным методикам показали, что расчетные значения горизонтального давления морозного пучения грунта, сопоставимы с результатами лабораторных и натурных исследований и отличаются от них, соответственно не более чем на 12 и 13%.

Предложена методика расчета дополнительного давления, действующего на подпорную стену от зависающего объема оттаивающих грунтов, находящихся между подпорной стеной и массивом мерзлого грунта.

5. Результаты, полученные при выполнении исследований, использовались для корректировки проектных решений в процессе строительства транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев — Посад, а также во время его эксплуатации для установления причин, имевших место деформаций отдельных участков подпорных стен н назначения соответствующих мероприятий (замена пучинисгого грунта, водоотвод, залечивание трещин).

Полученные результаты дают основание рекомендовать разработанные методики расчета давления морозного пучения и оттаивания грунтов при проектировании подпорных стен в районах с сезонным промерзанием-опаиванием грунтов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Опыт строительства и результаты обследований, выполненные при строительстве очистного сооружения способом «стена в грунте» //Четвертая традиционная научно-практическая конф. молодых ученых, аспирантов и докторантов. Строительство — формирование среды жизнедеятельности.: Сб. докл — МГСУ, 2001.

2. Особенности строительства на склонах, обусловленные сезонным промерзанием — оттаиванием грунтов //Международная научно — практическая конф.: Сб.' докл. - М., 2002. Соавтор Бондаренко Г.И.

3. Влияние промерзания — оттаивания пучинисгых грунтов на несущую способность подпорных стен //Международная конф. /Криосфера нефтегазоносных провинций.: Тез. докл. — Тюмень, 2004. Соавтор Г.И. Бондаренко

4. Влияние оттаивания замороженных вокруг тоннеля грунтов на деформации основания сооружения //Третья конф. геокриологов.: Сб. докл. — МГУ, 2005. Соавторы Г.И. Бовдаренко, И.Н. Шуганов, МЛ. Царапов.

5. Определение давления морозного пучения грунтов в лабораторных условиях //Геотехника: актуальные теоретические и практические проблемы: Межвузовский тематический сборник трудов. - СПбГАСУ, 2006. Соавтор Г.И. Бондаренко

6. Полевые исследования горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на стены подземных сооружений //Объединенный научный журнал/Фонд правовых исследований —.№7, 2006. Соавторы О.В.Орлов, Г.И. Бондаренко.

7. Методика расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на стены подземных сооружений //Объединенный научный журнал/Фонд правовых исследований—№7, 2006.

Подписано в печать 17.11.2006 г. Формат 60 х 84 1 Печать офсетная. Тираж 100 экз. Зак. № 109 Отпечатано в ОАО "ПНИИИС"

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Алексеев, Андрей Григорьевич

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О ВЛИЯНИИ ПРОМЕРЗАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ НА ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

1.1. Деформации, возникавшие в вертикальных стенах подземных сооружений при промерзании-оттаивании грунтов

1.2. Экспериментальные исследования давления морозного пучения грунтов в лабораторных и полевых условиях

1.3. Теоретические исследования давления морозного пучения грунтов при промерзании

1.4. Состояние вопроса о влиянии давления морозного пучения грунтов на стены подземных сооружений

1.5. Изменение деформационно-прочностных свойств грунтов при оттаивании

1.6. Цель и задачи исследования

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ПРОМЕРЗАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ ЗА ПОДПОРНЫМИ СТЕНАМИ

2.1. Методика исследования процесса промерзания-оттаивания грунтов за подпорной стеной в полевых условиях

2.1.1.Инженерно-геологические условия опытного участка

2.1.2.0бустройство опытного участка и приборы для проведения полевого эксперимента

2.2. Методика исследования процесса промерзания-оттаивания грунтов в лабораторных условиях

2.2.1. Характеристика и подготовка исследуемого грунта к экспериментам

2.2.2. Экспериментальная установка и используемая аппаратура для проведения лабораторных опытов

3. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРУЕМОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГРУНТА ЗА ПОДПОРНОЙ СТЕНОЙ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИОТТАИВАНИИ

3.1. Изменение горизонтального давления морозного пучения и температуры грунта за подпорной стеной в зимний период 20012002 гг

3.1.1.Изменение температуры грунта за подпорной стеной

3.1.2.Изменение горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной

3.2. Изменение горизонтального давления морозного пучения и температуры грунта за подпорной стеной, а также деформирование подпорной стены в зимний период 2002-2003 гг

3.2.1 Изменение температуры грунта за подпорной стеной

3.2.2.Изменение горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной

3.2.3.Деформирование подпорной стены и грунтового массива за ней

3.3-Измененне горизонтального давления морозного пучения и температуры грунта за подпорной стеной, а также деформирование подпорной стены в зимний период 2003-2004 гт

3.3.1.Изменение температуры грунта за подпорной стеной

3.3.2.Изменение горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной

3.3.3. Деформирование подпорной стены и фунтового массива за ней

3.4. Выводы

4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ И ДАВЛЕНИЯ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ СУГЛИНКА И ОСАДКИ ПРИ ЕГО ОТТАИВАНИИ

4.1. Изменение напряженно-деформируемого состояния исследуемого грунта при промерзании

4.1.1 Изменение объема промерзающего грунта во времени

4.1.2. Зависимость интенсивности пучения грунта от влажности и плотности

4.1.3.Изменение давления морозного пучения грунта при промерзании !

4.1.4.Выводы

4.2. Исследование деформирования грунта при оттаивании

4.2.1 Изменение объема оттаивающего грунта во времени

4.2.2.3ависимость осадки оттаивающего грунта от влажности и плотности

4.2.3.Выводы

5. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ДАВЛЕНИЯ, ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ В ПРОЦЕССЕ ПРОМЕРЗАНИЯОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

5.1. Механизм развития давления грунта за подпорными стенами в процессе промерзания

5.1.1. Взаимодействие подпорной стены с промерзающим грунтом

5.1.2. Методика расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорные стены

5.2. Оттаивание фунтов, находящихся за подпорными стенами

5.2.1.Методика расчета горизонтального давления, действующего на подпорные стены в процессе оттаивания грунта

5.2.2. Расчет осадки оттаивающего грунта за подпорной стеной

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Определение горизонтального давления на подпорные стены при сезонном промерзании-протаивании грунтов"

Актуальность работы. При строительстве подпорных стен в районах распространения сезоннопромерзающих пучинистых грунтов встает вопрос учета усилий, возникающих при промерзании - оттаивании грунтов. Как показывает опыт строительства подземных сооружений, невыполнение специальных мероприятий: замена пучинистого грунта, применение теплоизоляции и др., исключающих или снижающих усилия от промерзания оттаивания пучинистых грунтов, приводит к возникновению недопустимых деформаций, приводящих к частичному или полному разрушению сооружений.Вопросу строительства на пучинистых грунтах уделялось большое внимание, но в основном исследователи изучали вертикальные силы морозного пучения и деформации в этом направлении применительно к фундаментам мелкого заложения. Горизонтальное давление, действующее на стены подземных сооружений при промерзании - оттаивании грунтов, остается мало изученным. Не известны количественные величины и не разработаны методы учета этого давления, что препятствует принятию экономичных проектных решений. С другой стороны, недооценка давления, возникающего при промерзании - оттаивании пучинистого грунта, ведет к повреждению стен подземных сооружений и требует дополнительных затрат на их восстановление.Таким образом, оценка величины и исследование закономерностей развития горизонтального давления, действующего на стены подземных сооружений (подпорных стен) в результате промерзания - оттаивания грунта, а также разработка методики его определения и учета является одним из мало исследованных вопросов и требует дальнейшего изучения.Целью диссертационной работы являлось комплексное исследование температурного и напряженно-деформируемого состояния грунта при промерзании - оттаивании и разработка методики расчета горизонтального давления за подпорными стенами.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Разработать методику и экспериментальные установки, позволяющие в полевых и лабораторных условиях исследовать горизонтальное давление, возникающее при сезонном промерзании и последующем оттаивании грунтов за подпорными стенами.2. Провести экспериментальное изучение процесса промерзания — оттаивания грунтов за подпорными стенами в натурных условиях с измерением величины горизонтального давления и температуры грунта, деформаций стен и массива грунта за ними.3. Провести лабораторные исследования для получения дополнительных сведений об особенностях развития давления и деформации морозного пучения, осадки оттаивания, количественной оценки их значений, в зависимости от влажности, плотности, условий промораживания (открытая система - с подтоком воды и закрытая система - без подтока воды) для грунта опытного участка.4. С использованием полученных фактических данных разработать методику расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорные стены.5. Оценить влияние давления оттаивающего грунта на подпорные стены.Методика исследований включала: полевые замеры горизонтального давления и температуры воздуха и грунта, деформаций подпорных стен и грунта за ними на организованном опытном участке открытого транспортного тоннеля в г. Сергиев - Посад; лабораторные измерения давления и деформации морозного пучения, а также осадки оттаивания грунта, в зависимости от плотности, влажности, условий промораживания применительно к подпорным стенам; анализ, обобщение полученных результатов и разработка методики расчета горизонтального давления морозного пучения и давления оттаивающего грунта.Достоверность результатов обеспечена трехлетними замерами, проведенными в полевых условиях и длительными лабораторными экспериментами (более 100 опытов) с использованием известных и многократно апробируемых другими авторами измерительных приборов и методик. Экспериментально установленные зависимости согласуются с данными расчетов и не противоречат экспериментально - теоретическим исследованиям Других авторов, работающих по смежным специальностям.Защищаемые положения.1. Методика и результаты полевых исследований температурного режима грунта за подпорными стенами и горизонтального давления, действующего на подпорные стены при промерзании - оттаивании грунта.2. Методика лабораторных измерений давления и деформации морозного пучения, а также осадки оттаивающего грунта.3. Методика расчета количественной оценки горизонтального давления морозного пучения и дополнительного давления оттаивающего грунта.Научная новизна работы. В полевых условиях проведены замеры горизонтального давления морозного пучения грунта, действующего на подпорные стены и в массиве грунта, исследовано влияние температурного режима и глубины промерзания грунта на горизонтальное давление морозного пучения, получены экспериментальные зависимости горизонтального давления морозного пучения грунта от температуры и глубины промерзания грунта.Автором разработана методика расчета горизонтального давления морозного пучения грунта, учитывающая сжимаемость талых слоев грунта и миграцию влаги из талого грунта к фронту промерзания. Автором предложена методика учета дополнительного давления оттаивающего грунта, действующего на подпорные стены в процессе оттаивания массива грунта в зазоре между стеной и мерзлым, еще не оттаявшим грунтом.Личный вклад автора. В основу работы положены экспериментальные и аналитические материалы, полученные автором за последние 5 лет.Практическое значение. Разработанные методики оценки горизонтального давления морозного пучения грунта и давления оттаивающего грунта могут быть использованы при проектировании стен подземных сооружений и ограждений котлованов в районах с сезонным промерзанием оттаиванием грунтов. Это позволит обеспечить надежность их расчета по грунту и материалу и получить существенный экономический эффект за счет увеличения срока эксплуатации. Результаты исследований использованы при проектировании, строительстве и эксплуатации подпорных стен открытого транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев - Посад.Апробация работы. Результаты работы были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научных форумах: Четвертая традиционная научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности», МГСУ - 2001 г.; Международная научно - практическая конференция «Горная промышленность и горные науки на рубеже веков», Москва - 2002 г.; Международная конференция «Криосфера нефтегазоносных провинций», Тюмень - 2004 г.; Третья конференция геокриологов, МГУ - 2005 г.Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ [4-5,15-18, 121].1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О ВЛИЯНИИ ПРОМЕРЗАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ НА ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Алексеев, Андрей Григорьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика комплексного исследования температурного режима н динамики развития напряженно - деформированного состояния грунтов за подпорными стенами в процессе сезонного промерзания - опаивания в полевых и лабораторных условиях.

2. Полевыми исследованиями, проведенными в 2001-2004 гг. на участке подпорной стены открытого трякспорпюго тоннеля, расположенного в г. Сергиев - Посад установлено, что горизонтальное давление морозного пучения грунта (суглинка) увеличивается после понижения температуры наружного воздуха в течение одного-пятн дней, что связано с постепенным промерзанием грунта и миграцией воды из подстилающих слоев талого грунта. Горизонтальное давление морозного пучения меняется скачкообразно и достигает максимума на контакте грунта с подпорной стеной, его значение возрастает с понижением температуры и увеличением мощности промерзшего слоя грунта. Величина максимального горизонтального давления морозного пучения грунта за подпорной стеной составила 0,19+0,50 МПа. По мерс удаления от стены давление морозного пучения уменьшается. По глубине горизонтальное давление морозного пучения грунта изменяется неравномерно, в зависимости от температуры и физических свойств грунта. В натурных условиях получены изменения горизонтального давления морозного пучения грунта в течение зимнего периода на разной глубине н удалении от подпорной стены, в зависимости от температуры и мощности слоя промерзшего грунта, которые согласуются с результатами лабораторных исследований.

3. Лабораторными исследованиями на образцах суглинка, отобранного на опытном участке подпорной стены, получены количественные значения и установлены зависимости давления, деформаций морозного пучения и осадки оттаивания от влажности, плотности и условий промораживания. Разработана методика определения давления морозного пучения фунта с учетом переходных коэффициентов, полученных по теории подобия, учитывающих сжимаемость талых слосв грунта и фактическую глубину промерзания фунта.

Значения давления морозного пучення грунта, полученные а лабораторных условиях, сопоставимы со значениями максимального горизонтального давления морозного пучення грунта, замеренными в натурных условиях, и отличаются не более чем на 10%.

4. Разработаны методики расчета горнэо>гтальиого давления морозного пучения глиннстых грунтов для условий закрытой и открытой систем с учетом сжимаемости талых слоев грунта и миграции воды.

Проведенные расчеты по предложенным методикам показали, что расчетные значения горизонтального давления морозного пучення грунта, сопоставимы с результатами лабораторных и натурных исследований и отличаются от них, соответственно не более чем на 12 и 13%.

Предложена методика расчета дополнительного давления, действующего на подпорную стену от зависающего объема оттаивающих грунтов, находящихся между подпорной стеной н массивом мерзлого грунта.

5. Результаты, полученные при выполнении исследований, использовались для корректировки проектных решений в процессе строительства транспортного тоннеля, расположенного в г. Сергиев - Посад, а также во время его эксплуатации для установления причин, имевших место деформаций отдельных участков подпорных стен и назначения соответствующих мероприятий (замена пучинистого грунта, водоотвод, залечивание трещин).

Полученные результаты дают основание рекомендовать разработанные методики расчета давления морозного пучения и оттаивания грунтов при проектировании подпорных стен в районах с сезонным промерзанием-оттаиванием фунтов.

170

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Алексеев, Андрей Григорьевич, Москва

1. Абжаяимов Р.Ш Лабораторные исследования морозного пучения //Основания, фундаменты и механика грунтов, - 1985, - №5. - С. 20 - 22.

2. Абжалимов Р.Ш. Остаточные деформации конструкций подземных переходов на пучнннстых фунтовых оснований //Основания, фундаменты и механика фунтов. 1983. -№2, - С. 8 - 10,

3. Аверочкина MB К вопросу о прочности фунтов при оттаивании //Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых фунтах. -М, 1975.-С. 54-56.

4. Алексеев А. Г Методика расчета горизонтального давления морозного пучения фунта, действующего на стены подземных сооружений //Объединенный научный журнал, 2006. -№7. - С. 78 - 79.

5. Андрианов П-И. Связанная вода почв и фунтов //Тр. ин-та им. В,А Обручева, М.: Из-во АН СССР 1946. - Т. Ш. - 138 с.

6. Анишин АЛ Фундаментные плиты из мерзлого фунта на вечномерзлых основаниях с ослабленными зонами: Автореф. канд. техн. наук. -М. 1993.-25 с,

7. Беккер A T, Исследование устойчивости сооружений в горизонтальном направлении на действие сил морозного пучения фунтов: Автореф. дне. канд. техн. наук. Владивосток, 1975. - 30 с,

8. Белокрылое И.Д Вечная мерзлота и железнодорожный транспорт. //Вечная мерзлота и железнодорожное строительство. М.: ОГИЗ - Госстройнздат, 1931.-Сб. 8.-С, 11-52.

9. Бондаренко Г.И. О снижении риска ведения отвальных работ в районах холодного климата //Международная научно практическая конф.: Сб. докл. -М , 2002.-С. 130- 145.

10. Бондаренко Г И Учёт воздействия сезоннооттанвающнх пучннистых грунтов на фундаменты сооружений, возводимых на склоках, //Проблемы фундаментостроення на пучннистых грунтах: Тез. докл. Чита, 1985 -С.23-25,

11. Ь.Бондаренко Г.И. Алексеев А.Г Определение давления морозного пучення грунтов в лабораторных условиях //Механика грунтов, основания и фундаменты: Сб. докл. СПбГАСУ, 2006. - Вып. 63. - С.220 - 225.

12. Бондарен ко ГИ., Алексеев А. Г. Влияние промерзания — оттаивания пучннистых грунтов на несущую способность подпорных стен //Международная конф, /Крносфера нефтегазоносных провинций,: Сб. докл, -Тюмень. 2004, -С.49 50,

13. Васильева И.А., Хачикянц Е.И. Влияние фронтов промерзания на процесс пучения грунтов //Материалы конф. и совещаний по гидротехнике. Л., 1984. С. 26 - 30.

14. Вейн6ерг Б П Свойства, возникновение и исчезновение льда. М.-Л.; Гостехиздат, 1940. - 524 с.

15. Видяпин И.Ю. Чеверел В Г Влияние условий влагообмена на формирование параметров влагопереиоса в мерзлой зоне промерзающих и оттаивающих грунтов //Вторая конф. геокриологов России. Сб. докл. МГУ, 2001 -С. 36-41.

16. Воислав СГ Краткое описание исследовании причины пучения полотна Николаевской железной дороги //Тр, Бюро исследований почвы. СПб., 1888-1896.

17. Вялое С,С. Вопросы теории деформируемости связных грунтов //Основания, фундаменты и механика грунтов. 1966. - № 3. - С. 1 - 4.2Ь.Вялое С. С. Реологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов, М.: Изд-во АН СССР. 1959. - (88 с.

18. Вялое С.С, Егоров НИ Экспериментальное определение сил пучения грунтов //Тр. иН'Та мерзлотоведения АН СССР М.: Изд-во АН СССР, 1958. -Т. 14.-С. 40-59.

19. Яялсм СС, Зарецкий Ю-К Расчет ледогрунтовых офажденнй шахтных стволов, проходимых способом замораживания //Шахтное строительство. -1976.II.-С. 11-14,

20. Гинзбург Л.К- Особенности устройства подпорных стен на оползневых участках //Основания, фундаменты и механика грунтов 1989, - № 3, -С, 3 - 5,

21. Голяы О.Р н др. Об опыте моделирования в лаборатории процессов пучения //Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Инженерное мерзлотоведение в гидротехническом строительстве. НИИГ. Л., 1984. -С. 30 - 34.

22. Гольдштейн МН, Шеф Е,Л. О деформациях подпорных стен в районах глубокого промерзания //Исследование работы грунта в железнодорожных сооружениях, М.: Трансжелдориздат, 1940.- С, 131-14.

23. ГОСТ 25358-82. Метод полевого определения температуры. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 12 с.

24. ГОСТ 28622-90, Метод лабораторного определения степени пучиннстости. -М.т Иэд-во стандартов, 1990. 8 с.

25. ГОСТ 30416-96 Лабораторные испытания, М, Из-во стандартов, 1997,-20 с.

26. ГОСТ 12248-96 Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости М,: Изд-во стандартов, 1997. - 65 с.4?Долматов Б.И Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений,-М.-Л.: Госстройиздат, 1957,-58 с.

27. АЬДалматов Б.И и др. Взаимодействие промерзающих пучиннстых грунтов с фундаментами //II международная конференция по мерзлотоведению. Якутск, 1973.-Вып. 7.-С. 89-96.

28. Долматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты -Л., 1988.-415 с.50Долматов Б.И Морозное пучение грунтов и воздействие его на сооружения //Строительство на вечномерзлых грунтах. Красноярск, 1970 - T V, - Вып. I, -С. 102-122.

29. Длчматов Б И,, Ласточкин B.C. Устройство газопроводов в пучиннстых грунтах, Л,: Недра, 1978. - 200 с.52Д'емьтков И.В. Промерзание грунтов под холодильными сооружениями. -М., 1938, 132 с^

30. Евдокчмо^-Рокотовский М.И. Постройка и эксплуатация инженерных сооружений на вечной мерзлоте. Томск: Из-во Сибирского строительного нн-та, 1931.-С. 32-35,

31. Ершов ЭД. Деформации и напряжения в промерзающих и оттаивающих породах. МГУ, 1985, - 168 с.61 .Ершов ЭД. Данилов ИД. Чеверев В,Г Петрография мерзлых грунтов. -МГУ, 1987-311 с.

32. Ершов ЭД, Лебеденка ЮМ. Хемогенное пучение мерзлых пород //Проблемы механики грунтов и инженерного мерзлотоведения. М-, 1990. -С. 83-96,

33. Киселев МФ, Морозное пучение и мероприятия по уменьшению деформаций фундаментов на пучннистых грунтах //Сб. трудов ИИИОСП -М„ 1963.-№52-С. 5-41.8$. Киселев М Ф Предупреждение деформации грунтов от морозного пучения. -Л.: Стройиздат, 1985. 81 е,

34. А/л*сш«*вд ЛИ. Шнашов Г П. Зависимость многолетней динамики сезонного протаивання фунтов от изменений их предзимней влажности //Мерзлотные исследования: Сб. статей. МГУ, 1973, Вып. XIII, -С. 110-115,

35. Малышев М.А., Фурсов В.В., Купюра MB,, Рождественская Л. А Основания и фундаменты зданий а условиях глубокого сезонного промерзания грунтов. Томск, 1992. - 280 с.

36. Мацкевич ВМ. Деформации гражданских и дорожных сооружений в районе ст. Зклово Забайкальской ж.д, Вечная мерзлота и железнодорожный транспорт //Вечная мерзлота и железнодорожное строительство. М,: ОГИЗ -Госетройнздат, 1931. Сб. 8. - С. 152- 168,

37. Миндич AJI. Экспериментальные исследования несущей способности оттаивающего слоя глинистого грунта //VI совещание семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, - Красноярск, J970. -TV.-Вып. 5.-С. 79-86.

38. Морарескуя Я. Я. Исследование нормальных сил морозного пучения грунтов, Автореф, дис,. канд. техн. наук. Л„ 1950. - 14 с.

39. Невзоров А.Л. Фундаменты на сезоннопромерзающнч грунтах. -М-, 2000. 152 с.

40. Орлов В.О. Криогенное пучение тонкодкепереных грунтов. М.: нз-во АН СССР-1962 -187 с,

41. Орлов В.О. Некоторые закономерности пучення промерзающих грунтов //II международная конференция по мерзлотоведению: Докл. и сообщения -Якутск, (973. Вып. 4, - С. 86 - 89

42. Орлов В.О: Расчет оптимальной толщины песчано гравийной подсыпки в условиях морозного пучення грунтов оснований под незаглубленными фундаментами малоэтажных зданий //Основания, фундаменты н механика грунтов- - 1999. - № 3- С. 23 - 27.

43. Орлов В О., Дубнов ЮД. Меринков ИД Пучение промерзающих грунтов н его влияние на фундаменты сооружений, Л.:СтроЙиздат, 1977. - (83 с.

44. Основы геокриологии. Часть 5. Инженерная геокриология. -МГУ, Е999. 527 с.

45. Нахимова Г.М. Осадки оттаивающих грунтов в процессе консолидации: Автореф. дне. канд. техн. наук, М., 1980. - 23 с.

46. Перетрухни НА. Взаимодействие фундаментов с промерзающим пучин истым грунтом //Морозное пучение грунтов и способы защиты сооружений от его воздействия: Сб. науч. тр. ЦНИИС М.: Транспорт, 1967. -Вып. 62,-С, 74-99,

47. Перетрухни Н А. Закономерности взаимодействия пучннистых грунтов с фундаментами сооружений в районах вечной мерзлоты: Дне. д-ра. техн. наук -М., 1971.-417 с.

48. Перетрухни И.А- Сила морозного выпучивания //Морозное пучение грунтов и способы защиты сооружений от его воздействия: Сб. научных трудов ЦНИИИС. М-: Транспорт, 1967. - Вып. 62 - С. 25 - 54.

49. Перетрухни НА-, Дубит ЮД. Меренков НД Исследование взаимодействия пучнннстого грунта с одиночными фундаментами /Л1 международная конференция по мерзлотоведению. Якутск, 1973. - Вып, 7, -С. 96-102,

50. Псрструхин НА. Куликов ЮГ Определение величины нормальных сил пучения //Тр, ВНИИ транспортного строительства. М,; Транснздат, 1967. -Вып.62.-С. 106- Ю9

51. Петрухин В П , Шулятьев O A., Мозгачева О.А. Опыт проектирования имониторинга подземной части турецкого торгового центра //Основания, фундаменты и механика грунтов. 2004. -№ 5- - С. 2 - 8,

52. Пономарев В.Д. Расчет осадкн оттаивающего глинистого основания с учетом неоднородности основания //Мерзлотные исследования и вопросы строительства: Тр. Северного отделения НИИОСП. Коми, 197. - Вып. IV. С. 20-22,

53. Пономарев В Д. Самоуплотнение грунтов при предлостроечном оттаивании //Основания, фундаменты и механика грунтов.- 1968. № 3. -С 28 29.

54. Проектирование подпорных стен и стен подвалов: Справочное пособие М., 1990- 103 с,

55. Прокофьев И.П. Давление сыпучих тел и расчет подпорных стенок. Л-, t940-128с.

56. Прокофьев Ю.А. Напряженное состояние и деформации мерзлых грунтов в зоне заделки шпунта //V всесоюзное совещание семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, - Красноярск, 1968^ Т.VI. -С. 115-126,

57. Пусков В.И, О формировании в плоскости подошвы фундаментов сил морозного выпучивания и методике нх расчета //VI Совещание семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях -Красноярск, 1970. - T.V, - Вып. 1, - С. 82 - 93.

58. Пусков В.И- Расчет нормальных сил морозного пучения на вертикальные грани заглубленных в промерзающий грунт конструкций //Сб. научных трудов НИИЖТ. Новосибирск, 1967, - Вып, 63. - С. 151 - 157.

59. Пусков В И Формирование нормальных к плоскости подошвы фундаментов сил морозного пучения н их расчет //Сб. научных трудов

60. НЙИЖТ, Новосибирск, 1970. - Вып, 106, - С. 157 - 170.

61. Пчелинцев A.M. Строение и физнко механические свойства мерзлых грунтов, - М„ 1964, - 260 с,

62. Рекомендации по прогнозу теплового состояния мерзлых грунтов М.: ПНИИИС, 1989-73 с,

63. Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучннистых грунтах, М.: НИИОСП, 1985. - 60 с.

64. Рекомендации по учету и предупреждению деформаций и сил морозного пучення грунтов. -М.: ПНИИИС. 1986. 72 с,

65. Роман Л.Т. Механика мерзлых грунтов, М., 2002. - 426 с.

66. Руководство по проектированию оснований аэродромных покрытий в особых инженерно геологических условиях //Вечномерзлые и гтучиннстые грунты. Часть I. -М., 1977. - 160 с.

67. Руководство по проектированию стен сооружений н противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте». -М., 1977. 129 с.

68. Предохранение от промерзания оснований н фундаментов на пучиннстьгх фунтах. Петрозаводск. 1986. - 85 с.

69. Сорочан Е.А. Ким М.С. Давление набухающего грунта на подпорные стены //Основания, фундаменты и механика фунтов, 1988, - № 3—С, 9 - 12.

70. СНнП 2.02,01-83. Основания зданий и сооружений. М. Стройиздат, 1985.-83 с.

71. СНнП 2.02.04-88- Основания и фундаменты на вечномерзлых футгтах -М.: Стройиздат, 1990. 52 с.

72. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. -М.: Стройиздат, 2000. 68 с.

73. СНнП II-15-74. Основания зданий и сооружений, М,; Стройиздат, 1975 г.-64 с.

74. СНиП 11-55-79, Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. М.: Стройиздат, 1980. -41 с.

75. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты н подземные сооружения. М.: Стройиздат, 1985. - 479 с.

76. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. М: иэ-во АН СССР, 1937.-379 с.

77. Титов ЮН Прогноз осадок сооружений, возводимых с применением искусственного замораживания фунтов для крепления стен котлованов //Вопросы механики грунтов: Сб, Трудов. Л., 1958. - Вып, 28. - С, 134 -151,

78. Тишин В Г. Матров ГВ Определение сил морозного пучения грунтов //Основания фундаменты и механика грунтов (983, -№6, - С. 13 - 15,

79. Толкачев НА Исследование действия нормальных сил морозного пучения фунтов; Автореф, дне- , канд. техн. наук. M.t 1965. - 21 с.

80. Толкачев НА. Экспериментальные исследования нормальных сил морозного пучения фунтов //Сб. трудов НИИОСП. М., 1963. - №52-С. 91 -116.

81. Трупик НГ Замораживание грунтов а подземном строительстве. М., 1974.-277 с.

82. ТютюновН.А. Фазовые превращения воды в фунтах, природа ее миграции и пучения //Международная конф. по мерзлотоведению; Докл. М., 1963. -С. 71 -79.

83. Тютюнов И.А. Теоретические основы определения величин пучения фунтов и выпучивания фундаментов //Сб. трудов НИИОСП, М.,1983.- № 80, -С. N5-130.

84. Ухов СБ и др. Механика фунтов, основания и фундаменты. -М-. 1994. -524 с.

85. Ухов С.Б., Мерзляков В.П., Гу.чько ЕФ Особенности определяющих соотношений между напряжениями и деформациями мерзлых горных пород //Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л,, 1984, -С. 135-142.

86. Ушкалов В.П. Исследование работы протаивающих оснований и их расчет по предельным деформациям сооружений М.4 1962. - 220 с,

87. Федосеев ЮТ Экспериментальные исследования осадки оттаивающих фунтов //Оттаивающие фунты как основания сооружений. М., 1981. -С. 60 - 68,

88. Федосов А.Е. Механические процессы в фунтах при замерзании в них жидкой фазы //Труды института геологических наук. М.; из-во АН СССР, 1940. - Вып. 35. - Серия инженерией геологии, вып. 4.- С. 1 - 40.

89. Фурсов В В Вертикальные перемещения фундаментов в сезон нопромерзающем слое лучин истого фунта: Дне. канд. техн, наук, М, 1986. — 266 с.

90. В,В. Исследование влияния промораживания и оттаивания фунтов на их физнко- механические свойства //Исследования по строительным конструкциям и фундаментам. Томск: из-во Томского университета, 1979. -С. 214 -217.

91. Хакинов Х.Р Вопросы теории и практики искусственного замораживания фунтов. М: АН СССР, 1957, - 191 с.179,Хорхута И.Я., Васильев ЮМ, Прочность, устойчивость и уплотнение фунтов земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1975.-285 с.

92. Хачикянц Е И Влияние морозного пучения на вертикальные элементы гидротехнических сооружений мелиоративных систем: Дне.,, канд. техн, наук. -М,, 1986.- 187 с.

93. Ш,/!/ыт0№ч НА, К теории равновесного состояния воды в мерзлых фунтах //Сер. геофаф, и геофнэ. Из-во АН СССР, 1945. - № 5, 6. - Т. IX -С.493 - 502.

94. Цытович НА. Механика фунтов, М.: Высшая школа, 1983, - 288 с,

95. Яытович НА. Основания и фундаменты на мерзлых фунтах, М,: Иэд-во АН СССР, 1958,-168 с.

96. Цытович И.А, и др. Прогноз скорости осадок оснований сооружений. М. 1967.-235 с.

97. Цытович НА Механика мерзлых грунтов. М., (973. - 446 с,

98. Цытович НА., Сумгин МИ Основы механики мерзлых грунтов, М.: Изд-во АН СССР, 1937. - 432 с.189.//ыак>кыч НА., Тер-Мартиросян З.Г Основы прикладной геомеханнкн в строительстве. М- 1981. - 320 с.

99. Чеверев В Г Влияние внешнего давления на содержание незамерзшей воды в дисперсной породе //Материалы второй конференции геокриологов России. -МГУ, 2001,-С. 151-156.

100. Чеодтев В. Г. Динамика криогенного строения мерзлых фунтов //Материалы второй конференции геокриологов России. МГУ, 2001. -С. 156- 162.

101. Чеверев В Г Природа криогенных свойств фунтов //Научный мир. -М„ 2004.-233 с.

102. Чжан Р.В. Температурный режим и устойчивость ннзконапориых гндроузлон и фунтовых каналов о криолитозоне: Автореф. дис,,. д-ра техн. наук. Якутск, 2001, - 44 с.

103. Швец В. В. Фундаменты мелкого заложения на Урале, Свердловск: Средне-Уральское кннжн. изд-во, 1965. - 119 с.

104. Швец В. Б Элювиальные фунты как основания сооружений. -М: Стройиздат. 1964. 199 с,

105. Швец В.Б. Кочеигин Б И Об устойчивости фундамергтов в условиях пучения фунтов при промерзании //Основания, фундаме*гты и механика фунтов.- 1966. № 3. -С. 26 - 28.

106. Швец В Б, Тарасов ЯД, Швец И.С, Надежность оснований и фундаментов, М„ 1980 - 158 с,

107. Шумский П.А. Основы структурного ледоведення (петрофафия пресногольда как метод гляциологического исследования), -М.: из-во АН СССР, 1955. 492 с,

108. Шушерима ЕЛ О методике определения сопротивления сдвигу стаявших грунтов //Мерзлотные исследования МГУ, 1967, - Вып. VII. - С. 258 - 263.

109. Шушврина ЕЛ. Максимяк РВ. Мартынова ГЛ Сопротивление сдвигу многолетнемерзлых грунтов при оттаивании //Проблемы геокриологии: Сб. статей. М, Наука, 1983, - С, 100-108.

110. Щеболев А.Г Расчет ледолрунтовых ограждений, применяемых при проходке глубоких шахтных стволов, с учетом реологических свойств замороженного грунта //Проблемы механики грунтов и инженерного мерзлотоведения. М., 1990. - С. 257- 263.

111. Яковлев П.И. Устойчивость транспортных гидротехнических сооружений. -М.,1986. 191 с.

112. Anderson DM, Hockstra P. Crystallization of ctauabsorped water Science, 1965. - Vol. 149. №3681. - P. 318 - 319.

113. Anderson DM., Hoekstra P Migration of interlamcllar water during freezing and thawing of Wyoming bemonjte //Soil Sei. Soc, America Proc,, 1965 - Vol.29. - P.498 - 504.

114. Cheverev KG., Ershov E D, Magomedgdzhieva M.A,, Vidyapin ) Y. Results, of physical simulation of frost heaving in soils !H International Conference on Permafrost , Canada, 1998 - P. 145- 149.

115. Cheverev V.G., Vidyapin I. Y, The hydraulic conductivity of freezing saline soils //Proceedings of the Eighth International Conference on Permafrost. Zurich, Switzerland, 2003. - P. 135 - J 37.

116. Cheverev KG,, Vidyapin LY. The hydraulic conductivity of the freezing soils //Proceedings of the 7th International Symposium on Thermal Engineering and Science for Cold Regions. Seoul, Korea, 2001,- P, 317- 320.

117. Enokido M. An Experimental study to evaluate freezing eart pressure //Soils and Foudations. 1983 - Vol, 23, - №3, - JSSMFE. - P. I - 12

118. Everett DM, The thermodynamics of frost damage to porous solids //Trans.

119. Kondrad J. M- Morgemtern N.R. Effects of applied pressure on freezing soils //Can. Geotechn. J. - 1982. - Vol, 19. - №4 - P. 494 - 505.

120. Kondrad J. M. Мог gens (em NR. Prediction of frost heave on the laboratory during transient freezing //Can, Geotechn, 1 - 1982, - Vol, 19. - №3 - P, 250 - 259.

121. Lawrence S. Danyluk Stephen A. Ketcham. Deformation of a retaining wall by ground freezing //Ground Freezing 97. Knutsson, Balkema, 1997. -P. 421 - 426,

122. Magomedgdzhieva M.A., Cheverev KG. Researches in the field of nonlinear moisture flow in freezing soils//Proceedings of the Eighth International Conference on Permafrost. Zurich. Switzerland, 2003 - P. 713 - 716.

123. Miller RD. Freezing phenomena in soils //Hillcl D / Applications of soil physics, -1980.-P. 254-299,

124. Phi tip J.R. Fifty years progress in soil physics //Geoderma, 1974. - Vol. 12. -№4. - P. 265 - 280.