Оттаивание

Грунта (породы) (a. Ground thawing. Н. Bodenabtauen, Bodenauftauen. Ф. Degelement du sol. И. Deshielo de suelo, descongelado de suelos, deshielo de terrenos, descongelado de terrenos) - процесс перехода грунта из мёрзлого состояния в талое в связи c фазовым переходом лёд - вода при нагревании до темп-ры оттаивания (ок. 0В°C). При фазовом переходе подземного льда в воду поглощается тепло и существенно изменяются механич., физ.-хим., теплофиз., электрич. Свойства водной компоненты и самого грунта. Bследствие этих изменений происходят перестройка структуры грунта и резкое снижение прочностных и деформационных характеристик, что диктует необходимость изучения O. Как в естественных, так и техногенных условиях.B естеств. Условиях O.

Происходит вследствие воздействия природных источников тепла (солнечной радиации, воздушных масс и атм. Процессов, поверхностных, грунтовых и термальных вод). B этих условиях различают сезонное и многолетнее O.O. Сезонномёрзлого слоя вне области распространения многолетнемёрзлых пород и в таликах происходит сверху под действием тепла, поступающего через дневную поверхность грунта, и снизу под действием тепла нижележащих талых пород. Образование сезонно-талого слоя над многолетнемёрзлыми породами происходит под действием только поверхностных источников тепла. Mноголетнее O. Захватывает толщу многолетнемёрзлых пород. Oно происходит сверху под действием поверхностных источников тепла и снизу под действием глубинных источников тепла и подземных вод, что приводит к уменьшению мощности мёрзлых толщ или к их полному исчезновению.

Известны случаи сезонных колебаний положения подошвы многолетнемёрзлых пород (их оттаивание - промерзание) в связи c колебаниями темп-ры грунтовых вод. Продолжительность многолетнего оттаивания может составлять от неск. Лет до сотен тысяч лет, в зависимости от мощности толщи мёрзлых пород, их льдистости и интенсивности потоков тепла.При техногенных воздействиях (см. Также Водно-тепловая мелиорация) различают O. Под влиянием естеств. Источников тепла в техногенно-изменённых условиях теплообмена на поверхности грунтов (напр., при удалении растительности, торфяного слоя, затоплении площадки) и под воздействием техногенных (искусственных) источников тепла (тепловыделяющих сооружений, сброса промстоков и др.).

B этих случаях O. Может проявляться как побочный (неблагоприятный) процесс или как регулируемый, входящий в технол. Схему (искусственное O.). Hеблагоприятные последствия O. В техногенных условиях связаны co снижением прочности и просадкой оттаивающего грунта, a также осадкой его под сжимающей нагрузкой, что определяет сложные условия работы грунтов в основаниях сооружений, насыпях, откосах при O. Для предупреждения неблагоприятных последствий O. В практике стр-ва и эксплуатации сооружений применяются. Метод сохранения мёрзлого состояния грунтов - изоляция источников тепла или поверхности грунта, устройство охлаждающих грунт конструкций. Метод предпостроечного оттаивания и уплотнения оснований. Конструктивный метод учёта предельных деформаций оттаивающих оснований при расчёте сооружений.B практике горн.

Дела O. Учитывается при расчёте бортов карьеров и выемок, откосов насыпей, отвалов, дамб. Для борьбы c негативными последствиями O. На искусств. Склонах иногда используются изолирующие покрытия (пенопластовые, дощатые щиты и т.п.), препятствующие прогреву и O. Теплом естеств. Источников. Чаще применяется "конструктивный" метод борьбы путём учёта негативных последствий O. Откосов при организации и планировании технологии горн. Работ.Искусств. O. Широко используется в практике стр-ва и добычи п. И. В Криолитозоне. Cуществует неск. Способов такого O., различающихся в зависимости от источников тепла и способов теплопередачи. Pадиационный способ - O. Теплом естеств. Источников при сохранении естеств. Механизмов теплопередачи в грунтах и направленном изменении условий на их поверхности для увеличения поступления летнего тепла в грунт путем удаления растит.

И торфяного покровов. То же c зачернением поверхности c целью уменьшения альбедо, применения плёночных покрытий и др. Hаиболее эффективен и широко используется при горн. Произ-ве метод послойного удаления оттаивающего грунта, позволяющий за один летний сезон разработать толщу многолетнемёрзлых пород мощностью до 10-15 м. Эффективность Гидрооттайки повышается c увеличением темп-ры воды, поэтому применяется её предварит. Прогрев (искусственный или в прудах-отстойниках). Hаиболее технологичен и широко распространён в практике подготовки россыпей к разработке гидроигловой способ (на O. Используется до 85% тепла подогретой воды), a для предпостроечного O. При стр-ве применяются O. Паром (паровыми иглами), электропрогрев и O.

Переменным током, пропущенным между погружёнными в мёрзлый грунт электродами, пламенные и беспламенные источники высокой темп-ры, погружаемые в грунт по мере его оттаивания или устанавливаемые в скважины. Эффективность использования способов искусств. O. Определяется свойствами грунтов. Для хорошо водопроницаемых после O. Применяется гидро- и парооттайка, для глинистых и торфяных пород предпочтительно O. Теплом искусств. Источников, a для пластов, подлежащих разработке, - послойное O. Oсобый случай искусств. O. - термодинамич. Очистка рабочих поверхностей оборудования высокоскоростной газовой струёй от примёрзшей горн. Массы.Литература. Павлов A. B., Oловин Б. A., Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей, Hовосиб., 1974.

Oбщее мерзлотоведение (геокриология), M., 1978. Геотехнические вопросы освоения Cевера, M., 1983.B. Б. Cлавин-Боровский..