Россия
Россия
Россия
УДК 624.139 Строительство на мерзлых грунтах. Свойства мерзлых грунтов
Цель: В определенных условиях деградация ММГ в основании земляного полотна транспортных сооружений сопровождается не только термическими просадками, но и формированием длительно консолидирующихся слабых грунтов с возможной потерей устойчивости откосов и расползанием насыпи. Для таких условий возможно применение комбинированного способа термостабилизации — инъектирование грунтоцементных растворов совместно с установкой парожидкостных СОУ. Для дальнейшего развития расчетно-теоретического аппарата данного способа термостабилизации в статье определены зависимости коэффициентов теплопроводности затвердевших инъекционных растворов от содержания вяжущего, а также выполнено численное моделирование термостабилизации модели грунтового массива для уточнения эффективности комбинированного способа (по коэффициенту теплообмена) относительно применения только парожидкостных СОУ. Методы: Поставлен и проведен лабораторный эксперимент по определению коэффициента теплопроводности растворов по методу стационарного теплового режима, выполнены теплотехнические расчеты в специализированном программном комплексе. Результаты: Определены зависимости коэффициентов теплопроводности затвердевших грунтоцементных инъекционных растворов от содержания вяжущего в их составе, в воздушно-сухом состоянии и при полном водонасыщении, а также в мерзлом и талом состоянии. Установлено, что теплопроводность затвердевшего раствора значительно выше, чем исходного грунта в том же состоянии, причем существенный относительный эффект наблюдается уже при минимальном содержании вяжущего. Практическая значимость: Полученные зависимости рекомендуется использовать для решения практических задач при инъектировании грунтоцементных растворов в основания транспортных сооружений в районах распространения ММГ. Численное моделирование показало эффективность (по коэффициенту теплообмена) термостабилизации грунтового массива предложенным комбинированным способом относительно применения только парожидкостных СОУ, что требует учета при проектировании и расчетах.
Земляное полотно, грунты основания, слабые грунты, многолетнемерзлые грунты, инъектирование грунтов, инъекционные растворы, термостабилизация грунтов, охлаждающие устройства
1. Sakharov I. Ensuring the operational suitability of buildings, railways and bridges in the Arctic zone in condi tions of global warming / I. Sakharov, S. Kudryavtsev, V. Paramonov et al. // X International Scientific Siberian Transport Forum — TransSiberia 2022 (Novosibirsk, 02–05 March 2022). — Novosibirsk: B. V. Elsevier, 2022. — Pp. 2506–2514. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.06.288.
2. Елисеев Д. О. Транспортная инфраструктура арктических регионов России в условиях деградации вечной мерзлоты / Д. О. Елисеев, Ю. В. Наумова // Экономика и бизнес: теория и практика. — 2019. — № 10-1(56). — С. 113–118. — DOI:https://doi.org/10.24411/2411-0450-2019-11226.
3. Ланис А. Л. Обоснование системы инженерно-геокриологического мониторинга эксплуатируемых насыпей линейных транспортных сооружений в условиях Ямало-Ненецкого автономного округа / А. Л. Ланис, Д. А. Разуваев, Д. А. Усов, Р. С. Печенкин // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. — 2025. — № 1(73). — С. 68–76. — DOI: https://doi.org/10.52170/1815-9265_2025_73_68.
4. Цернант А. А. Инновационные технологии управления температурой грунтовых массивов транспортных сооружений в арктических широтах / А. А. Цернант // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2013. — № 3(170). — С. 26–31.
5. Дыдышко П. И. Деформации земляного полотна железнодорожного пути и их устранение в условиях вечной мерзлоты / П. И. Дыдышко // Криосфера Земли. — 2017. — Т. 21. — № 4. — С. 43–57.
6. Gallavresi F. Ground freezing — the application of the mixed method (brine-liquid nitrogen) / F. Gallavresi // Engineering Geology. — 1981. — Vol. 18. — Iss. 1. — Pp. 361–375. — DOI:https://doi.org/10.1016/0013-7952(81)90074-0.
7. Разуваев Д. А. Стабилизация основания земляного полотна инъекционным способом при деградации много- летнемерзлых грунтов / Д. А. Разуваев, Р. С. Печенкин // Мир транспорта. — 2024. — Т. 22. — № 1 (110). — С. 6–16. — DOI:https://doi.org/10.30932/1992-3252-2024-22-1-1.
8. Lomov P. O. Stabilizing subgrades of transport struc- tures by injecting solidifying solutions in cold regions / P. O. Lomov, A. L. Lanis, D. A. Razuvaev, M. G. Kavardakov // Sciences in Cold and Arid Regions. — 2021. — Vol. 13. — Iss. 5. — Pp. 357–365. — DOI: 10.3724/ SP.J.1226.2021.21040.
9. Ибрагимов М. Н. Закрепление грунтов инъекцией цементных растворов: монография / М. Н. Ибрагимов, В. В. Семкин. — М.: АСВ, 2012. — 256 с.
10. Бабаскин Ю. Г. Укрепление грунтов инъектированием при ремонте автомобильных дорог / Ю. Г. Бабаскин. — Минск: Белорусский национальный технический университет, 2002. — 177 с.
11. Ланис А. Л. Метод напорной инъекции для усиления насыпей / А. Л. Ланис // Путь и путевое хозяйство. — 2009. — № 2. — С. 32–34.
12. Ашпиз Е. С. Опыт сооружения земляного полотна железных дорог, расположенных на многолетнемерзлых грунтах: проблемы и пути их решения / Е. С. Ашпиз // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО РЖД. — 2019. — № 1. — С. 21–27.
13. Liu H. Monitoring roadbed stability in permafrost area of Qinghai-Tibet Railway by MT-InSAR technology / H. Liu, S. Huang, C. Xie, B. Tian et al. // Land. — 2023. — Vol. 12. — P. 474. — DOI:https://doi.org/10.3390/land12020474.
14. Колосков Г. В. К вопросу выбора оптимальных систем термостабилизации грунтов при строительстве в криолитозоне / Г. В. Колосков, Э. В. Ибрагимов, Р. Г. Гамзаев // Геотехника. — 2015. — № 6. — С. 4 11.
15. Разуваев Д. А. Оптимизация составов инъекционных растворов для стабилизации слабого основания эксплуатируемого земляного полотна в криолитозоне / Д. А. Разуваев, Р. С. Печенкин, А. Л. Ланис // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2025. — № 1(97). — С. 8–16. — DOI: https://doi.org/10.46973/0201-727X_2025_1_8.
