автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Методика учета теплового влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте

На правах рукописи

Невмержицкая Людмила Ивановна

МЕТОДИКА УЧЕТА ТЕПЛОВОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ

Специальность: 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2005

2лРОб

I о32И

На правах рукописи

I

Невмержицкая Людмила Ивановна

МЕТОДИКА УЧЕТА ТЕПЛОВОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ

Специальность: 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

. * * *"

.....

Москва - 2005

А^ГЗГУ

Работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС)

Научный руководитель: доктор технических наук

Пассек Вадим Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ашпиз Евгений Самуилович

кандидат технических наук Ткачевский Игорь Дмитриевич

Ведущее предприятие: ОАО «Ямалтраисстрой»

Защита состоится 29 июня 2005 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 303.018.01 в ОАО «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС), адрес: 129329, Москва, Кольская ул., д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИИС

Автореферат разослан 27 мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Петрова Ж. А.

»'ОС. ••гьи«и1«<|.|1>ПД11 ( БИБЛИОТЕКА (

Подписано в печать 24.05.2005. Формат 60 х 84 '/,«. Объем 1,5 п.л. Тираж 80 экз. Заказ 17.

Отпечатано в типографии ОАО ЦНИИС. Лицензия ПЛД № 53-510 от 22.10.1999 г.

129329, Москва, Кольская 1 Тел : (095) 180-94-65

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Регионы с залеганием вечномерзлых грунтов оснований занимают большую часть территории России. Температурный режим вечномерзлых грунтов определяет их несущую способность, поэтому от него зависят не только особенности проектирования, но и подчас сама возможность возведения сооружений. При пересечении земляным полотном дороги полос стока или водотоков с верховой стороны земляного полотна создается подпор воды, поскольку водопропускное сооружение локализует пропуск воды, интенсифицируя его в отдельных местах и ликвидируя полностью в других. Повышение уровня грунтовых и поверхностных вод приводит к увеличению теплового влияния на подстилающие вечномерзлые грунты, что, в свою очередь, приводит к просадкам грунтов, термокарстовым явлениям и последующим деформациям земляного полотна и искусственных сооружений. Кроме того, подтопление примыкающих к насыпи участков прилегающей территории происходит вследствие просадки насыпи и неизбежной при этом просадке смежной территории. Проведенные натурные обследования ж. д. линии Обская -Бованенково показали, что подтопление является одной из основных причин деформаций земляного полотна и водопропускных труб. Однако, несмотря на важность проблемы, исследований в этой области применительно к условиям п-ва Ямал было недостаточно.

Таким образом, актуальность работы определяется, с одной стороны, значимостью влияния поверхностных и грунтовых вод на температурный режим вечномерзлых грунтов, и, следовательно, на несущую способность сооружений, а, с другой стороны, недостаточностью его изученности, особенно для условий п- ва Ямал.

Целью работы является повышение устойчивости и долговечности земляного полотна и искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах, возводимых на вечномерзлых грунтах в зоне теплового влияния поверхностных и грунтовых вод.

Методы исследования - математическое моделирование тепловых процессов на ЭВМ в сочетании с натурными наблюдениями за поведением инженерных сооружений в условиях п-ва Ямал.

Научная новизна работы заключается в выявлении новых закономерностей:

- влияния глубины водотока на температуру грунта на глубине нулевых амплитуд для различных регионов п-ва Ямал;

- теплового влияния уровней грунтовых и поверхностных вод на подстилающие грунты при возникновении подпора с верховой стороны земляного полотна после его сооружения;

- теплового влияния подтопляемой зоны на температурный режим насыпи при различной конфигурации ее поперечного сечения;

- теплового влияния полос стока на температурный режим подходных частей насыпи в зоне мостового перехода.

Практическая значимость. На основании выполненных автором исследований разработаны методы расчета температурного режима грунтов в зоне водотоков и в зоне подтоплений, новые конструктивно-технологические решения насыпей

и искусственных сооружений, практические рекомендации по регулированию температурного режима, позволяющие снизить стоимость и трудоемкость возведения земполотна, опор мостов и водопропускных труб. В результате разработана методика учета теплового влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при разработке рекомендаций по реконструкции земляного полотна и водопропускных труб на первых 100 км ж. д. линии Обская - Бованенково, при строительстве моста на км 26 ж. д. линии Обская - Бованенково, при разработке нормативно-рекомендательного документа сооружения железных дорог на п-ве Ямал

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Конференции аспирантов и соискателей, посвященной 100-летию со дня рождения В.С Лукьянова (ЦНИИС, 2002 г.), на Научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов (МИИТ, Москва, 2003 г.), на семинаре в РАН Геокриологии, Москва, 2004 г.), на секции «Комплексные проблемы транспортного строительства (изыскание, проектирование, строительство и реконструкция дорог, систем энергоснабжения, гидротехнических и защитных сооружений, обследования и испытания, экологическая безопасность, чрезвычайные ситуации)» Ученого совета ЦНИИСа (2005 г.), на Третьей конференции геокриологов России (МГУ, Москва, 2005 г.). Достоверность полученных результатов подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов численных расчетов и непосредственных измерений в натуре.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе получен патент на изобретение Кроме того, результаты работы автора отражены в 11 научных отчетах ЦНИИСа, где диссертант являлся ответственным исполнителем всего или части отчета.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Она содержит 105 страниц текста, 79 рисунков, 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе охарактеризовано состояние вопроса, определены актуальность работы, цель, задачи, методика исследований.

Проблемой изучения влияния поверхностных и грунтовых вод на температурный режим вечномерзлых оснований и особенностями проектирования дорог в этих условиях занимался ряд организаций: ЦНИИС, МИИТ, Ленгипротранс, Мосги-протранс, Инжиниринговый центр «Ямал» и др. Этой проблемы касались в той или иной степени ряд крупных ученых в первой половине XX в.: М.И. Евдокимов-Рокотовский, Н.П. Костенко, М.И. Сумгип, В.А. Кудрявцев, Н.И. Быков, П.Н. Кап-терев, А.К. Ливеровский, К.Д. Морозов, А.В Курганов и др. Во второй половине XX в. и на рубеже XX и XXI в. в решение проблемы внесли вклад ученые H.A. Пе-ретрухин, Н.Д. Меренков, Г.С. Переселенков, A.A. Цернант, H.A. Цуканов, Г.П. Минайлов, В.В. Гулецкий, П.И. Дыдышко, F..С. Аптпиз, И.Д. Ткачевский, Г.И. Кур-кова, В.В. Пассек, С.Н.Юсупов, Н.И. Хвостик, Н.П. Мурованный и др. В результате

был разработан ряд рекомендаций по расчету процессов, конструктивно-технологических рекомендаций, нормативно-рекомендательных документов. Однако каждый регион имеет свои специфические особенности. На п-ве Ямал на ж. д. линии Обская - Бованенково более половины участков насыпи в районе водопропускных труб подтоплены, и здесь наблюдаются деформации труб и земляного полотна (рис. 1). Это наглядно показывает недостаточность исследований в данной области. Данная работа ставит своей целью в какой-то степени восполнить имеющийся пробел.

Для достижения поставленной цели было намечено решение следующих задач:

1) исследовать постоянных водотоков с различным расходом на формирование температурного режима вечномерзлых грунтов в зоне мостового перехода;

2) исследовать тепловое влияние временных водотоков в пределах полос стока на вечномерзлые грунты оснований земляного полотна и искусственных сооружений;

3) исследовать тепловое влияние на вечномерзлые грунты оснований земляного полотна изменения уровня поверхностных и грунтовых вод при подтоплении территории;

4) выявить пути регулирования температурного режима оснований при различных видах теплового влияния поверхностных и грунтовых вод.

Методика исследований базировалась на сочетании двух подходов: математического моделирования тепловых процессов на ЭВМ и натурных обследований построенных объектов на п-ве Ямал.

При промерзании-протаивании грунтов происходит перемещение во времени и в пространстве границы раздела фазовых состояний грунта - мерзлого и талого, при этом процесс может быть описан системой дифференциальных уравнений:

см, с7 - теплоемкости соответственно мерзлого и талого грунта;

ли,лг- коэффициенты теплопроводности соответственно мерзлого и талого грунта; ти, ту, г3 - соответственно температура в мерзлой зоне, талой зоне, температура замерзания; л,(!)- координата фронта промерзания;

й- скрытая теплота при фазовых переходах; Х- время.

В данной работе для численного решения задачи (1.1), известной как задача Стефана, применен метод элементарных балансов.

(1.1)

где

Рис. 1. Водопропускная труба на км 107 ПК 5078 ж.д. линии Обская-Бованенково

Метод элементарных балансов предполагает разбивку пространства на блоки, а времени - на временные шаги. Непрерывный во времени нестационарный процесс теплопередачи заменяется последовательным решением стационарных процессов на каждом временном шаге, при этом первое и второе дифференциальные уравнения (1.1) заменяются разностными уравнениями, которые имеют вид:

(Г. .,.и..в..1 /и* Ти* т1-!,1к-тч,к ТМ,),к

(Ч,/,к п1 «I 'к/ ~ „ +п •

& К1-1,],к К1+и,к

где

/,},к - номера блоков;

С1 ]к- объемная теплоемкость материала блока (,/4); hi,вJ,lk- размеры блока (,м) в трех направлениях;

Т' и т.д. средние температуры блока (од) соответственно в

'./Л '»УЛ

начале и в конце временного шага;

,/Л и Т-Д- - термическое сопротивление между блоками (,- и*)и(у,к)ит.д.:

=--+-Ъ.-,

где

" коэффициент теплопроводности блока (,, 4);

М - длительность временного шага.

Для проведетга численных расчетов при теплофизических исследованиях диссертантом применен разработанный в Центральной лаборатории инженерной теплофизики ОАО ЦНИИС комплекс программ.

Идентификация численного моделирования осуществлялась путем сравнения с результатами натурных наблюдений.

Натурные наблюдения включали общее обследование непосредственно инженерных сооружений и окружающей местности на различных участках ж. д. линии Обская - Бованенково и замеры температур грунтов оснований и воды в водотоках и водоемах с погрешностью не более 0,1 °С. Кроме того, использованы результаты многолетних наблюдений за температурным режимом грунтов оснований мостов, имеющиеся в ЦНИИСе.

Для измерения температур грунтов основания на различных глубинах от поверхности применялись специально оборудованные для этой цели термоскважины глубиной заложения до 20 м.

Для измерения температуры грунтов в термоскважинах применяется комплект аппаратуры ЭТЦ-0,1/10, изготовленной в соответствии с ГОСТ 25358-82 «Грунты. Метод полевого определения температуры». В состав комплекса входит

прибор ЭТЦ-0,1/10 и термокоса с десятью термометрами сопротивления, размещенными с интервалом 1,0 метр.

Все термометры, входящие в состав термокосы, были калиброваны, и при проведении измерений не требовалось введения дополнительных градуировочных поправок и коэффициентов. Применяемые термометры сопротивления имеют широкий диапазон измерения температур в пределах от -50 до +50 °С при допустимой погрешности в середине диапазона ± 0,1 °С. Допустимый диапазон температур окружающего воздуха при работе с комплектом от -10 до +50 °С.

Автор выражает благодарность коллективу Центральной лаборатории инженерной теплофизики ОАО ЦНИИС и научному консультанту кандидату технических наук Цуканову H.A. за большую помощь при проведении работ.

Во второй главе проанализированы особенности влияния водотоков на температурный режим подстилающих грунтов.

Река существенно влияет на температурный режим подстилающих грунтов. Даже на севере Ямала непосредственно под руслом возможно формирование глубоких таликов, где нулевая изотерма уходит на большую глубину. Мостовой переход с его опорами, подходными частями насыпи, регуляционными сооружениями подчас не менее существенно влияет на температурный режим вечномерзлых фунтов. В месте пересечения дороги и реки, таким образом, формируются сложные трехмерные температурные поля, изменяющиеся в пространстве и во времени. На процесс формирования температурного режима оказывают влияние много факторов, среди которых водный поток занимает одно из ведущих мест.

Однако это влияние в различных точках мостового перехода не одинаково. Это зависит от глубины воды, характера льда, степени занесенности льда снегом, вида залегающих грунтов, в т. ч. от степени их засоленности, и т. п.

Прежде всего, был проанализирован процесс нарастания льда за зимний период, поскольку это определяющий фактор при формировании температурного режима подстилающих вечномерзлых грунтов. Процесс нарастания льда был промоделирован на ЭВМ. В результате были получены зависимости скорости нарастания льда для различных регионов п-ва Ямал. Расчеты показали, что при отсутствии снежного покрова (в пределах мостового перехода такие участки существуют), скорость нарастания льда практически одинаковая и для Салехарда (юг Ямала) и для Харасавэя (средняя часть Ямала). При наличии снежного покрова на льду как скорости нарастания, так и общая толщина льда за зиму существенно отличаются. Основные результаты расчетов достаточно хорошо совпали с данными наблюдений Ленгипротранса.

Для обеспечения исходных данных при проведении теплофизических расчетов автором были обобщены данные технической литературы и сделаны собственные натурные обследования на п-ве Ямал с целью получения расчетных данных температуры воды в водотоке.

На основе полученных данных по скорости формирования ледового покрова и по температуре воды в водотоке были проведены расчеты температурно! о режима вечномерзлых грунтов оснований. При этом на ЭВМ моделировался процесс многолетний до формирования установившегося режима. В ежегодном цикле за граничное условие принималась температура воды в водотоке до момента полного замер-

зания воды (для разной глубины водотока этот момент был разным). После замерзания водотока до дна за граничное условие принималась температура воздуха, а лед и снег моделировались дополнительным термическим сопротивлением. После оттаивания льда за граничное условие снова принималась температура воды в водотоке. В результате расчетов получены графики изменения температуры грунта на глубине нулевых амплитуд в зависимости от глубины воды в водотоке и наличия снежного покрова для различных регионов п-ва Ямал. Из графиков рис. 2 видно, что при наличии снежного покрова нормативного значения практически при любой глубине водного потока имеет место деградация мерзлоты. При отсутствии снежного покрова (а в пределах мостового перехода имеются зоны, где снег выдувается) картина иная: мерзлота может сохраняться при глубине воды до 1 м.

Проведенные теоретические исследования и натурные обследования позволили разработать практические рекомендации по расчету температурного режима грунтов оснований и предложить ряд новых технических решений, рационально учитывающих тепловые особенности постоянных водотоков. Одно из технических решений для промежуточной опоры моста было запатентовано (рис. 3). Сущность этого решения сводится к использованию сочетания глубинной и поверхностной систем охлаждения при малой глубине меженных вод.

В третьей главе проанализирована роль влияния изменения уровня надмерз-лотных и поверхностных вод в формировании температурного режима вечномерз-лых грунтов оснований.

Была поставлена задача - определить влияние сезонного и круглогодичного подтопления территории на формирование температурного режима грунтов оснований, т. е. как в зависимости от степени изменения уровня воды изменяется температура грунта на глубине нулевых амплитуд и толщина деятельного слоя.

Исследование проводилось методом математического моделирования с использованием ЭВМ. Расчеты проводились для различных грунтовых условий и условий теплообмена на поверхности.

Установлено, что круглогодичное подтопление приводит к заметному растеплению вечномерзлых грунтов. Особенно сильно это сказывается для южной подзоны (Салехард). В районе Харасавэя степень растепления грунтов намного меньше (рис. 4). Если подтопление имеет место в течение всего летнего сезона, то степень его влияния практически такая же. По мере уменьшения времени подтопления за летний сезон влияние уменьшается, практически падая до нуля при кратковременном весеннем подтоплении.

Изменение уровня грунтовых и поверхностных вод не одинаково сказывается по высоте. При изменении уровня на глубине 0,3 м - 3,0 м изменение температурного режима практически не происходит. Резкое изменение происходит при изменении уровня воды от отметки -0,3 м до +0,5 м по отношению к естественной поверхности (рис. 5).

Были проанализированы различные аспекты подтопления: его влияние во времени, влияние размеров подтопления по площади и др.

Подтопление учитывалось изменением содержания воды в грунте с соответствующими изменениями его теплофизических характеристик. Для открытой воды (глубина исследовалась до 0,5 м) подтопление моделировалось введением блока

Рис. 2. Графики зависимости температуры грунта на глубине нулевых амплитуд от изменения уровня воды в водотоке, при наличии снежного покрова: 1 - Салехард; 2 - Харасавэй

Рис. 3. Принципиальная схема промежуточной опоры моста-1 - пустотелые оболочки; 2 - ригель опоры, 3 - уровень меженных вод, 4 - верхний уровень укрепленной мощением площадки; 5 - естественный уровень дна; 6,7 - положение нулевой изотермы и изотермы отрицательной температуры (-1°С) до строительства; 8, 9 -то же, после строительства

-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

Рис. 4. График изменения температуры грунта по глубине для Салехарда на конец тёплого периода года 1 - при отсутствии подтопления; 2 - при наличии подтопления на высоту 0,5 м

Не, м

-10 -9 -7 -6 -5 -4-3-2-10 1 2 3 Т,

Рис. 5. Зависимость изменения температуры грунта на глубине нулевых амплитуд от изменения уровня грунтовой воды: 1 - Салехард, 2 - Новый порт; 3 - Харасавэй

твердого материала, имеющего свойства воды (льда), но для талого состояния коэффициент теплопроводности принимался повышенным - 3,0 ккал /(м-час-град) вместо 0,5 ккал /(м час град). Это повышение коэффициента теплопроводности учитывало дополнительное влияние солнечной радиации (за счет прозрачности воды солнечная радиация передается в значительной степени непосредственно на дно) и перемешивание воды ветром.

В четвертой главе приведен анализ влияния временных водотоков в полосе стока на формирование температурного режима вечномерзлых грунтов оснований. Полоса стока представляет собой естественное продольное углубление по направлению общего наклона местности, по которому происходит периодический сток поверхностных и надмерзлотных вод в сторону русла реки.

С точки зрения теплового влияния полос стока на вечномерзлые грунты оснований можно их классифицировать:

- по месту их расположения;

- по типу русла.

По месту расположения следует выделить полосы стока:

1) расположенные в зоне мостового перехода;

2) расположенные на участках между мостовыми переходами.

По характеру русла выделяются:

а) полосы стока, имеющие ярко выраженное русло;

б) полосы стока, не имеющие ярко выраженного русла.

При перегораживании подходной частью насыпи к мосту русла полосы стока, стекающая вода, несмотря на общий крутой спуск к реке, распластывается по более широкой зоне, скапливается в местных углублениях, начинается ее местная фильтрация через природные барьеры, что резко ухудшает температурный режим фунтов, способствуя их растеплению. В связи с этим в зоне подходной части насыпи целесообразно устройство водоотводной канавы или обеспечение водоотвода другим способом.

Были проанализированы в качестве примера температурные режимы в зоне береговой опоры (устоя) рядом находящихся мостов на км 24 и на км 26. В обоих случаях полоса стока пересекала зону размещения устоев. На км 24 была устроена водоотводная канава, что привело к тому, что талик под полосой стока быстро стал перемерзать (рис. 6, 7). При тех же конструктивных характеристиках моста на км 26 водоотводной канавы сооружено не было, что привело к существенному ухудшению температурного состояния. По рекомендациям ЦНИИСа с участием автора в 2004 г. на мосту км 26 водоотводная канава была сооружена.

Пересечения насыпей с полосами стока можно разделить на три группы:

к первой группе относятся пересечения, в которых полосы стока расположены на крутых спусках и в ярко выраженных руслах, а значение угла пересечения находится в пределах от 45° до 90°;

ко второй группе относятся пересечения, расположенные на крутых спусках, но не в ярко выраженных руслах или в ярко выраженных руслах, но угол пересечения минее 45°;

третья группа представлена пересечениями с полосой стока на очень малых уклонах.

Рис. 6. Мост на км 24 ж д. линии Обская-Бованенково, южная площадка, изменение температурных полей во времени-а - начальное состояние(зима 1988 г.); 6- лето 1988 г.; в - сентябрь 1992 г.; г - сентябрь 1994 г.

а)

б)

Рис. 7. Характеристика температурного режима грунтов в месте пересечения полосы стока подходной частью насыпи на мосту на км 24 ж.д. линии Обская-Бованенково, южная площадка: а - графики распределения температур грунтов по глубине в скв. 1а (см. рис.6) в июне месяце (1, 2, 3, 4, 5, 6 - соответственно 10.06.88 г, 10.06.91 г, 05.06.92 г, 08.06.93 г, 21.06.94 г, 16.06.04 г); б - графики изменения температуры грунта во времени (7, 8 - на глубине соответственно 4 и 10 м)

Первая группа создает наилучшие условия для вэдопропускных труб, во второй группе подтопления характерны для зоны входного оголовка, в третьей группе условия наиболее неблагоприятные, и подтопления формируются с обеих сторон насыпи.

Водоотводные канавы в зоне подтоплений неэффективны. Требуются другие мероприятия.

Разработана конструкция насыпи, расположенной в зоне подтопления. Насыпь содержит уширенную верхнюю площадку общей шириной «в», включающую основную площадку насыпи и прилегающие откосы не круче 1:5. В зимний период в условиях сильного снегопереноса на Ямале снег с верхней уптиренной площадки сдувается, что превращает зону площадки в охлаждающую систему. Это компенсирует излишние тепловложения в зоне подтопления и способствует сохранению мерзлых грунтов Проведены исследования температурного режима насыпи и обоснованы ее основные параметры. На рис. 8а приведена зависимость температуры грунта на глубине 10 м в центре насыпи от полуширины площадки.

Проведены исследования температурного режима насыпи и для случая ее реконструкции, когда первоначально была построена обычная насыпь, под ней произошло протаивание грунтов и их деформации, а затем насыпь реконструирована по предлагаемой выше схеме с уширенной площадкой. На рис. 86 приведен график изменения размера талой зоны во времени: сразу после реконструкции дальнейший рост талика прекращается, и начинается замерзание талика и снизу, и сверху

Разработана схема реконструкции водопропускной трубы на пересечениях с малыми уклонами полос стока.

Пятая глава посвящена систематизации итогов исследований, полученных в главах 2 - 4, и выработке общего подхода к учету теплового влияния поверхностных и 1-рунтовых вод В результате разработана методика учета влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте в условиях п-ва Ямал.

Методика распространяется на три вида воздействий:

- водный поток малых, средних и больших рек;

- изменение уровня грунтовых и поверхностных вод (неподвижных);

- полосы стока.

Для каждого из воздействий предусмотрено три вида учета:

- учет непосредственно в теплофизических расчетах величины воздействия;

- борьба конструктивно-технологическими мерами с вредным влиянием;

- использование полезного влияния путем разработки соответствующих конструктивно-технологических решений.

Учет теплового влияния водотока производится путем разработки методики задания соответствующих исходных данных для расчетов. Для условий п-ва Ямал определены температуры воды в водотоке и даны типовые эпюры распределения температур в грунте в зависимости от глубины водотока. Борьба с вредным тепловым влиянием водотока сводится к максимальной локализации места водотока с большой глубиной воды, регулированием и укреплением русла. При малой глубине меженных вод, наоборот, выгодно «распластывание» водного потока, поскольку температура воды в летний период ниже, чем температура воздуха.

10 20 30 40 50 60

Ъ/2, м

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 2 7 29 31 33 35 3 7 39 41 43 45

Рис.8. Закотмерности формирования температурного режима в грунтах оснований с уширенной верхней площадкой насыпи • а - зависимость температуры грунта на глубине Юме центре насыпи от полуширины верхней площадки, б - процесс образования таликовой зоны во времени в центре насыпи при крутизне откоса I 2 и ее ликвидации после уположения откосов до 1 '5.

Учет теплового влияния изменения уровня грунтовых и поверхностных вод производится также с помощью задания соответствующих исходных данных в теп-лофизических расчетах. Эти данные получены в результате исследований и представлены в табличной форме. Разработаны также характерные эпюры распределения температур в грунтах. Для борьбы с вредным влиянием рекомендуется устройство водоотводных и водопропускных сооружений. Полезный эффект в изменении уровня поверхностных и грунтовых вод может быть получен путем рекомендации «осушения» некоторой зоны. Это дает понижение температуры грунта на глубине нулевых амплитуд.

Учет теплового влияния полос стока производится заданием соответствующих начальных условий и теплофизических характеристик материала. Для условий п-ва Ямал борьба с вредным тепловым влиянием полосы стока сводится для подходных к мосту частей насыпи - в устройстве водоотводных канав, а на промежуточных между мостом участках насыпи, - особенно с малыми уклонами местности -к возведению насыпей с уширенными верхними площадками. В ряде случаев может быть выявлен и полезный эффект, например, путем устройства каменной фильтрующей подсыпки в подходной части ярко выраженного русла полосы стока. В летний период проходящая сквозь подсыпку вода охлаждается за счет накопленного в подсыпке за зиму «холода».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Применительно к условиям п-ва Ямал проанализированы особенности формирования температурного режима вечномерзлых грунтов оснований при различных формах воздействия поверхностных и грунтовых вод и выявлены следующие основные закономерности:

- влияния глубины водотока на температуру грунта на глубине нулевых амплитуд для различных регионов п-ва Ямал;

- теплового влияния уровней грунтовых и поверхностных вод на подстилающие грунты при возникновении подпора с верховой стороны земполотна после его сооружения;

- теплового влияния подтопляемой зоны на температурный режим насыпи при различной конфигурации ее поперечного сечения;

- теплового влияния полос стока на температурный режим подходных частей насыпи в зоне мостового перехода.

На основании выявленных закономерностей разработаны предложения по расчету и рекомендации для проектирования.

2. Разработано несколько новых конструктивных технических решений (в составе группы авторов), в том числе водопропускного сооружения и насыпи для условий сильного снегопереноса, а также промежуточной опоры моста.

Сущность насыпи сводится к созданию профиля ее поперечного сечения, при котором развита часть, не заносимая снегом, а часть, которая заносится, сокращена по размерам. Параметры обоснованы в результате анализа натурных наблюдений.

Сущность водопропускного сооружения сводится к сочетанию водопропускной трубы и фильтрующей прорези для условий малосточных участков.

Сущность промежуточной опоры моста сводится к сочетанию поверхностной и глубинной систем охлаждения для малых глубин меженных вод.

3. На основании проведенных исследований и разработанных конструктивно-технологических решений разработана методика учета теплового влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте.

Методика содержит комплекс предложений по расчету конструктивных и технологических предложений, которые позволяют существенно повысить устойчивость и долговечность земляного полотна и искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах, возводимых на вечномерзлых грунтах в зоне теплового влияния поверхностных и грунтовых вод, при этом предложения сгруппированы по трем видам:

- предложения по учету в расчетах самого воздействия;

- предложения по предотвращению конструктивно-технологическим путем вредного влияния воздействия;

- предложения по использованию полезного влияния воздействия.

4. Результаты работы внедрены при разработке рекомендаций по реконструкции земляного полотна и водопропускных труб на первых 100 км ж. д. линии Обская - Бованенково, при строительстве моста на км 26 этой же линии, при разработке нормативно-рекомендательного документа сооружения железных дорог на п-ве Ямал.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Невмержицкая Л.И. Влияние поверхностных вод на температурный режим вечномерзлых грунтов оснований в зоне железных и автомобильных дорог на полуострове Ямал. - В сб.: Труды ЦНИИС, вып. № 213, М., 2002, с. 149 - 156.

2. Невмержицкая Л.И. Изменение температурного режима вечномерзлых грунтов при подтоплении территории, расположенной рядом с земляным полотном. - В сб.: Труды ЦНИИС, вып. № 216, М., 2003, с. 14-15.

3. Невмержицкая Л.И. Влияние изменения уровня грунтовых и поверхностных вод на температурный режим вечномерзлых грунюв оснований. - В сб.: Труды ЦНИИС, вып. № 220, М., 2004, с. 90 - 95.

4. Патент РФ на полезную модель № 30362 «Промежуточная опора моста на вечной мерзлоте». / Пассек В.В., Цуканов H.A., Пассек Вяч.В., Поз Г.М., Невмержицкая Л.И. - Опубл. в бюл., 2003, № 18.

5. Невмержицкая Л.И. особенности проектирования железнодорожных подтопляемых насыпей в условиях полуострова Ямал. - Объединенный научный журнал, 2005, № 13.

6. Пассек В.В., Невмержицкая Л.И., Юсупов С.Н., Поз Г.М. Изменение температурного режима вечномерзлых грунтов при подтоплении территории, расположенной рядом с земляным полотном. - В сб.: Материалы третьей конференции геокриологов России, МГУ, М., 2005.

I

) I

I

I

i p

*t

w 12 4 24

РНБ Русский фонд

2006-4 10924

ВВЕДЕНИЕ.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ, ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Особенности теплового влияния поверхностных и грунтовых вод на вечномерзлые грунты в климатических и мерзлотно-грунтовых условиях п-ва Ямал.

1.2. Обзор работ в области учета теплового влияния поверхности и грунтовых вод на вечномерзлые грунты при сооружении " автомобильных и железных дорог. Актуальность, цель и задачи работы.

1.3. Методика исследований.

ВЛИЯНИЕ ВОДНОГО ПОТОКА НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ В ПРЕДЕЛАХ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Определение скорости нарастания ледяного покрова.

2.3. Определение температуры воды в водотоке.

2.4. Влияние глубины водного потока на температурный режим вечно-мерзлых грунтов оснований.

2.5. Разработка схемы промежуточной опоры моста через большой и средний водоток.

2.6. Выводы по главе 2.-.

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ.

3.1 Постановка задачи. Основные исходные данные для теплофизических расчетов.

3.2 Изменение среднегодового уровня воды.

3.3 Сезонное изменение уровня воды.

3.4 Исследование влияния размеров площади подтопления.

3.5 Выводы по главе 3.

ВЛИЯНИЕ ПОЛОС СТОКА НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ.

4.1. Постановка вопроса.

4.2. Тепловое влияние полосы стока в зоне мостового перехода.

4.3. Состояние земляного полотна в зоне пересечения с полосами стока.

4.4. Разработка рекомендаций по учету теплового влияния полос стока при пересечении их насыпями.

4.5. Выводы по главе 4.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ УЧЕТА ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ.

5.1 Разработка общего подхода к учету влияния грунтовых и поверхностных вод на температурный режим вечномерзлых грунтов оснований.

5.2 Методика учета теплового влияния водного потока на вечномерзлые грунты оснований.

5.3 Методика учета изменений уровня поверхностных и грунтовых вод.

5.4 Методика учета теплового влияния полос стока.

5.5 Выводы по главе 5.

Актуальность. Регионы с залеганием вечномерзлых грунтов $ оснований занимают большую часть территории России. Температурный режим вечномерзлых фунтов определяет их несущую способность, поэтому от него зависят не только особенности проектирования, но и подчас сама возможность возведения сооружений. При пересечении земляным полотном дороги полос стока или водотоков с верховой стороны земляного полотна создается подпор воды, поскольку водопропускное сооружение локализует пропуск воды, интенсифицируя его в отдельных местах и ликвидируя полностью в других. Повышение уровня грунтовых и поверхностных вод приводит к увеличению теплового влияния на подстилающие вечномерзлые грунты, что, в свою очередь, приводит к просадкам грунтов, термокарстовым явлениям и последующим деформациям земляного полотна и искусственных сооружений. Кроме того, подтопление примыкающих к насыпи участков 2 прилегающей территории происходит вследствие просадки насыпи и неизбежной при этом просадке смежной территории. Проведенные натурные \у обследования ж. д. линии Обская - Бованенково показали, что подтопление ^ является одной из основных причин деформаций земляного полотна и водопропускных труб. Однако, несмотря на важность проблемы, исследований в этой области применительно к условиям п-ва Ямал было недостаточно.

Таким образом, актуальность работы определяется, с одной стороны, значимостью влияния поверхностных и грунтовых вод на температурный режим вечномерзлых грунтов, и, следовательно, на несущую способность сооружений, а, с другой стороны, недостаточностью его изученности, f' особенно для условий п- ва Ямал.

Целью работы является повышение устойчивости и долговечности земляного полотна и искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах, возводимых на вечномерзлых грунтах в зоне теплового влияния поверхностных и грунтовых вод.

Методы исследования - математическое моделирование тепловых процессов на ЭВМ в сочетании с натурными наблюдениями за поведением инженерных сооружений в условиях п-ва Ямал.

Научная новизна работы заключается в выявлении новых закономерностей:

- влияния глубины водотока на температуру грунта на глубине нулевых амплитуд для различных регионов п-ва Ямал;

- теплового влияния уровней грунтовых и поверхностных вод на подстилающие грунты при возникновении подпора с верховой стороны земляного полотна после его сооружения;

- теплового влияния подтопляемой зоны на температурный режим насыпи при различной конфигурации ее поперечного сечения;

- теплового влияния полос стока на температурный режим подходных частей насыпи в зоне мостового перехода.

Практическая значимость. На основании выполненных автором исследований разработаны методы расчета температурного режима грунтов в зоне водотоков и в зоне подтоплений, новые конструктивно-технологические решения насыпей и искусственных сооружений, практические рекомендации по регулированию температурного режима, позволяющие снизить стоимость и трудоемкость возведения земполотна, опор мостов и водопропускных труб. В результате разработана методика учета теплового влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при разработке рекомендаций по реконструкции земляного полотна и водопропускных труб на первых 100 км ж. д. линии Обская - Бованенково, при строительстве моста на км 26 ж. д. линии Обская - Бованенково, при разработке нормативно-рекомендательного документа сооружения железных дорог на п-ве Ямал.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Конференции аспирантов и соискателей, посвященной 100-летию со дня рождения B.C. Лукьянова (ЦНИИС, 2002 г.), на Научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов (МИИТ, Москва, 2003 г.), на семинаре в РАН Геокриологии, Москва, 2004 г.), на секции «Комплексные проблемы транспортного строительства (изыскание, проектирование, строительство и реконструкция дорог, систем энергоснабжения, гидротехнических и защитных сооружений, обследования и испытания, экологическая безопасность, чрезвычайные ситуации)» Ученого совета ЦНИИСа (2005 г.), на Третьей конференции геокриологов России (МГУ, Москва, 2005 г.). Достоверность полученных результатов подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов численных расчетов и непосредственных измерений в натуре.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе получен патент на изобретение. Кроме того, результаты работы автора отражены в 11 научных отчетах ЦНИИСа, где диссертант являлся ответственным исполнителем всего или части отчета.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Она содержит 105 страниц текста, 79 рисунков , 20 таблиц.

4. Результаты работы внедрены при разработке рекомендаций по реконструкции земляного полотна и водопропускных труб на первых 100 км ж. д. линии Обская - Бованенково, при строительстве моста на км 26 этой же линии, при разработке нормативно-рекомендательного документа сооружения железных дорог на п-ве Ямал.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Применительно к условиям п-ва Ямал проанализированы особенности формирования температурного режима вечномерзлых грунтов оснований при различных формах воздействия поверхностных и грунтовых вод и выявлены следующие основные закономерности:

- влияния глубины водотока на температуру грунта на глубине нулевых амплитуд для различных регионов п-ва Ямал;

- теплового влияния уровней грунтовых и поверхностных вод на подстилающие грунты при возникновении подпора с верховой стороны земполотна после его сооружения;

- теплового влияния подтопляемой зоны на температурный режим насыпи при различной конфигурации ее поперечного сечения;

- теплового влияния полос стока на температурный режим подходных частей насыпи в зоне мостового перехода.

На основании выявленных закономерностей разработаны предложения по расчету и рекомендации для проектирования.

2. Разработано несколько новых конструктивных технических решений (в составе группы авторов), в том числе водопропускного сооружения и насыпи для условий сильного снегопереноса, а также промежуточной опоры моста.

Сущность насыпи сводится к созданию профиля ее поперечного сечения, при котором развита часть, не заносимая снегом, а часть, которая заносится, сокращена по размерам. Параметры обоснованы в результате анализа натурных наблюдений.

Сущность водопропускного сооружения сводится к сочетанию водопропускной трубы и фильтрующей прорези для условий малосточных участков.

Сущность промежуточной опоры моста сводится к сочетанию поверхностной и глубинной систем охлаждения для малых глубин меженных вод.

3. На основании проведенных исследований и разработанных конструктивно-технологических решений разработана методика учета теплового влияния поверхностных и грунтовых вод при проектировании транспортных сооружений на вечной мерзлоте.

Методика содержит комплекс предложений по расчету конструктивных и технологических предложений, которые позволяют существенно повысить устойчивость и долговечность земляного полотна и искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах, возводимых на вечномерзлых грунтах в зоне теплового влияния поверхностных и грунтовых вод, при этом предложения сгруппированы по трем видам:

- предложения по учету в расчетах самого воздействия;

- предложения по предотвращению конструктивно-технологическим путем вредного влияния воздействия;

- предложения по использованию полезного влияния воздействия.

1. Амиров Х.Х., Иванов М.И. Универсальный метод моделирования теплопередачи с применением ЭВМ//Строительство и архитектура. 1973. - №9. -с. 254-29.

2. Ароманович И.Г., Левин В.И. Уравнения математической физики. — М.: Наука, 1964. 288 с.

3. Ашпиз Е.С. Мониторинг эксплуатируемого земляного полотна. Теоретические основы и практические решения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., МИИТ. 2002.

4. Баланин В.В., Бородин Б.С., Мелконян Н. Использование тепла глубинных вод водоемов. -М.: «Транспорт», 1964.

5. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности. М.: Высшая школа, 1982. Т. 1. - 327 с. Т. 2. - 304 с.

6. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа, 1970.-375 с.

7. Бучко Н.А., Турчина В.А. Искусственное замораживание грунтов (обзор). -М.: Информэнерго, 1978. 68 с.

8. Быков Н.И., Каптерев П.Н. Вечная мерзлота и строительство на ней. -М.: Трансжелдориздат, 1940. 372 с.

9. Ваничев А.П. Приближенный метод решения задач теплопроводности при переменных константах/УИзвестия АН СССР. ОТНШ. 1946. - №12. - С. 17674-1774.

10. Волков С.А. Численное решение двухфазной задачи Стефа-на//Вычислительные методы и программирование. Тр. МГУ. Вып. 6. М.: МГУ, 1967.-С. 2174-230.

11. Временные технические условия на проектирование земполотна ж.д. линии Улан-Эльга с сохранением мерзлого состояния грунтов основания. МПС РФ. М. 2001.

12. ВСН 61-61. Технические указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты. М.: 1962.

13. Гавриш Ю.Е. Теплофизика строительных процессов в условиях веч-номерзлых грунтов. JL: Стройиздат, 1983. - 96 с.

14. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. — Л.: Стройиздат, 1984. 154 с.

15. Гарагуля Л.С. Применение математических методов в геокриологии. Учебно-методическое пособие. -М.: МГУ, 1987. 168 с.

16. Гарагуля JI.C., Гордеева Г.И. Экологическая роль толщ многолетне-мерзлых пород. Журнал «Геокриология, инженерная геология, гидрология, геокриология», № 3, 2002.

17. Геокриологические наблюдения оснований мостовых опор и территорий мостовых переходов на ж. д. линии Обская Бованенково. — Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-94/96—3-219. М., 1994-1996.

18. Гераськин Н.Н. Численный метод решения задачи промерзания-отаивания однородного грунта//Труды координационного совета по гидротехнике. Вып. 117. Л.: 1977. - С. 64-г66.

19. Глотов Н.М., Пассек В.В., Дробышевский Б.А. и др. Рекомендации по проектированию и постройке опор автодорожных и железнодорожных мостов на вечномерзлых грунтах. -М.: ЦНИИС, 1988. 107 с.

20. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные системы. М.: Наука, 1977. . 440 с.

21. Головко М.Д. Обзор современных математических моделей промерзающих влажных грунтов/ЛГермодинамические аспекты механики мерзлых грунтов. -М.: Наука, 1988. С. 30-И5.

22. Гонтковская В.Т., Прибыткова К.В., Шкадинский К.Г. Численные методы решения некоторых задач по тепло- и массообмену//Тепло- и массопе-ренос. Минск: Наука и техника, 1968. Т. 8. - С. 373-ь 383.

23. Дмитриев Ю.В. О положении вечной мерзлоты под малыми водото-ками//Материалы VIII Международного совещания по геокриологии. Вып. 2. -Якутск: 1966.

24. Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. Учебное пособие для студентов спец. вузов. М.: МГУ, 1967. - 403 с.

25. Дыдышко П.И., Дубнов Ю.Д., Цуканов Н.А. Криогенные деформации земляного полотна и пути их предупреждения//Линейные сооружения на вечномерзлых грунтах. -М.: Наука, 1990. С. 14-ь25.

26. А.с. № 1506966 СССР. Теплоизолирующее покрытие для сохранения вечномерзлых грунтов/Дыдышко П.И., Пассек В.В., Цуканов Н.А., Минайлов Г.П., Дербас В.А., Жданова С.М. №33. - 1989.

27. Евдокимов-Рокотовский М.Н. Постройка и эксплуатация инженерных сооружений на вечной мерзлоте. Томск: 1931. - 294 с.

28. Ершов Э.Д. Основы геокриологии//Инженерная геокриология. Ч. 5. -М.: МГУ, 1999.-526 с.

29. Жинкин Г.Н., Грачев Н.А. Особенности строительства железных дорог в районах распространения вечной мерзлоты и болот. Учебное пособие. -М.: УМК МПС России, 2001. 420 с.

30. Жинкин Г.П., Перетрухин Н.А. Сооружение земляного полотна железных дорог в районах вечной мерзлоты. Л.: 1961.

31. Изаксон В.Ю., Петров Б.Е. Численные методы прогнозирования и регулирования теплового режима горных пород области многолетней мерзлоты. — Якутск: ЯФСО АН СССР, 1986. 94 с.

32. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. ВСН 61-89. М.: Минтрансстрой СССР, 1990. - 207 с.

33. Исследование влияния природных условий п-ва Ямал на формирование температурного режима грунтов в зоне мостового перехода через малый водоток. научно-технический отчет ЦНИИС по теме СП-92/95-3-810. М., 1995.

34. Исследование влияния различных факторов на формирование температурного режима ж. д. полотна в условиях полуострова Ямал. Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-ПД-2002-2208. М., 2002.

35. Исследование эффективности работы водоотводных устройств на участках со сложными мерзлотно-грунтовыми условиями для совершенствования их конструкций: Отчет о НИР/ТМС. Тында, 1991.

36. Каптерев П.Н. Температурный режим верхнего Приамурья. М.:1946.

37. Костенко П.Н. Вопросы проектирования и строительства железнодорожных линий в районах вечной мерзлоты. М.: Трансжелдориздат, 1938. - 40 с.

38. Кудрявцев В.А. Динамика вечной мерзлоты в бассейне среднего течения р. Селемджи и связанные с нею условия строительства в этом рай-оне//Труды комитета по вечной мерзлоте. М.: Академия наук СССР, 1939. Т. 8.

39. Кулиш В.И. Численные методы расчета искусственных сооружений. Учебное пособие. Хабаровск, 1978. - 109 с.

40. Лукьянов B.C., Головко М.Д. Расчет глубины промерзания грунтов. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1957. 164 с.

41. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Гос. изд. техн. теор. лит., 1952. -392 с.

42. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве. Н.: Наука, 1985.- 168 с.

43. Меренков Г.П., Пешков П.Г., Петров Б.Г., Цернант А.А., Бойцов Е.А. Конструкции насыпей из твердомерзлых песков с прослойками геотексти-ля//Транспортное строительство. 1988. - №5. - С. 6V7.

44. Меренков Н.Д., Перетрухин Н.А., Цвелодуб Б.И., Гулецкий В.В., Минайлов Г.П., Соколов B.C., Пассек В.В. Рекомендации по совершенствованию и уточнению проектных решений и методики расчета и учета осадки насыпей на марях. -М.: ЦНИИС, 1978. 107 с.

45. Меренков Н.Д., Минайлов Г.П. Применение дренирующих прорезей для осушения земляного полотна на марях//Транспортное строительство. — 1975.-№9.-С. 4-5.

46. Методические рекомендации по выбору целесообразных вариантов проектных решений промысловых автомобильных дорог Тюменской области на наиболее перспективных направлениях строительства для условий полуострова Ямал. М: Союздорнии, 1988.

47. Минайлов Г.П., Юсупов С.Н. Патент № 2211278 (РФ) «Водоотводная канава на слабосточных марях». Приоритет от 14.07.200.

48. Минайлов Г.П., Юсупов С.Н. К вопросу о рациональных способах перехвата и отвода поверхностной воды от земляного полотна автомобильных и железных дорог в районах распространения вечной мерзлоты/ЯТроблемы криологии Земли. М.: РАН, 1998. - 91 с.

49. Минайлов Г.П., Юсупов С.Н. Укрепление водоотводных канав в вечномерзлых грунтах//Путь и путевое хозяйство. — 2002. № 11.

50. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973.-320 с.

51. Научное сопровождение строительства капитального моста через р. Б. Няравеча на км 26 ж. д. линии Обская Бованенково. - Научно-технический отчет ЦНИИС по теме НТО-04-4094. М., 2004.

52. Новая ж. д. линия Обская Бованенково. Раздел «Охрана окружающей среды». — Отчет АО «Ленгипротранс» и АО «Нордэко». С. Петербург — Архангельск, 1997.

53. Основные положения по проектированию земляного полотна и малых искусственных сооружений на вечномерзлых грунтах железнодорожной линии Беркакит-Томмот-Якутск. Проектно-изыскательский институт Мосги-протранс, 1987.

54. Основы геокриологиия. Часть 3. Региональная и историческая геокриология мира. М., МГУ, 1998.

55. Павлов А.Р., Пермяков П.П. Математическая модель и алгоритмы расчета на ЭВМ тепло- и массопереноса при промерзании грунта//ИФЖ. 1983. Т. 44.-№2.-С. 3114-316.

56. Палькин Ю.С. Расчет на ЭВМ теплового состояния оснований искусственных сооружений//Сб. научных трудов ЦНИИСа. Вып. 41. М.: ЦНИИС, 1971.-С. 44-22.

57. Палькин Ю.С., Цернант А.А. Температурный режим мерзлых грунтов на некоторых объектах транспортного строительства//Доклады и сообщения II Международной конф. по мерзлотоведению. Вып. 7. Якутск: 1973. - С. 271.

58. Пассек В.В., Герасимова Е.И. Расчет температурных полей в грунтах вечномерзлых оснований гидротехнических сооружений с учетом переноса тепла фильтрующей водой. Госфонд алгоритмов и программ. П 001772//Алгоритмы и программы. 1976. - № 2.

59. Пассек В.В. Патент № 1272773 (РФ) «Мостовой переход на вечной мерзлоте». — Приоритет от 28.12.89.

60. Пассек В.В. Расчет на ЭВМ трехмерных температурных полей в транспортных сооружениях//Транспортное строительство. 1978. - №10. - С. 37*38.

61. Пассек В.В., Пассек Вяч.В. Совершенствование алгоритма расчета на ЭВМ температурного режима вечномерзлых грунтов оснований транспортных сооружений//Сборник научных трудов ЦНИИСА. М.: 1996. - С 91-97.

62. Пассек В.В. Совершенствование методики расчета температурного режима грунтов//Теплофизические исследования транспортных сооружений. Вып.72.-М.: ЦНИИС, 1974.-С. 11-47.

63. Пассек В.В., Цуканов Н.А., Гаврилова JI.B. Патент № 1167918 (РФ) «Способ аккумуляции холода в грунте основания». — Приоритет от 31.01.84.

64. Пассек В.В., Цуканов Н.А., Герасимова Е.И. Патент № 1272473 (РФ) «Мостовой переход на вечной мерзлоте». Приоритет от 28.12.84.

65. Пассек В.В., Цуканов Н.А., Пассек Вяч.В., Поз Г.М., Невмержицкая Л.И. Патент на полезную модель № 30362 (РФ) «Промежуточная опора моста на вечной мерзлоте». Приоритет от 24.12.2002.

66. Переселенков Г.С., Цернант А.А., Васильев А.И., Каспэ И.Б., Ткачев-ский И.Д. Классы капитальности здания и сооружений. «Транспортное строительство», 1992, №№ 9 10, с. 23 - 26.

67. А.с. 1098989. Водоотводная канава в вечномерзлых грунтах, преимущественно в пределах марей/Перетрухин Н.А., Минайлов Г.П. и др. 1984.

68. Поз Г.М. Новые конструктивно-технологические решения для мостовых опор в условиях вечномерзлых грунтов Заполярья. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., ЦНИИС, 2002.

69. Предложения по прогнозированию температурного режима мерзлых грунтов оснований мостовых сооружений севера Западной Сибири. Научно-технический отчет ПНИИИС. М., 1987.

70. Проведение теплофизических исследований с разработкой конструктивно-технологических рекомендаций для моста через р. Сё-Яха. Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-97-7236. М., 1997.

71. Провести исследования и разработать предложения по прогнозированию температурного режима мерзлых грунтов оснований мостовых сооружений севера западной Сибири. Научно-технический отчет ПНИИИС. М., 1985.

72. Рабочая документация реконструкции моста через р. Сирья на км 121 ПК 6274+42 железнодорожной линии Обская Бованенково. — Научно-технический отчет ЦНИИС по теме НТО-04-4105. М., 2004.

73. Разработать ВСН по прогнозированию изменений температур и глубин протаивания в основаниях малых и средних мостов, сооружаемых в районах севера Западной Сибири. Научно-технический отчет по теме ВСП-86-04.01.02. М., 1986.

74. Разработка долговечных прогнозов по повышению технического уровня транспортного строительства. — Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ВП-Х1-1-85. М., 1985.

75. Разработка конструктивно-технологических решений по охлаждению и стабилизации вечномерзлых грунтов оснований опор моста на км 26 ж. д. линии Обская Бованенково. - Научно-технический отчет ЦНИИС по теме НТО-03-3522. М., 2004.

76. Разработка конструктивно-технологических решений по реконструкции деформируемых участков насыпи ж. д. линии Обская Бованенково на предпроектной стадии. - Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ИТ-04-4556. М., 2004 - 2005.

77. Разработка мероприятий по стабилизации положения опоры № 3 временного моста на км 110 через р. Щучью ж. д. линии Обская Бованенково с проведением натурных наблюдений. - Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-92/94-3-1052. М., 1993.

78. Разработка мероприятий по стабилизации температурного режима грунтов оснований. Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-94-4306.

79. Разработка новой конструкции термоопор для мостов применительно к условиям п-ва Ямал Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-92/94-1051. М., 1993.

80. Разработка принципиальной схемы моста через большой водоток в условиях п-ва Ямал с устройством промежуточных опор на грунтовых площадках-островках. Научно-технический отчет ЦНИИС по договору № 11 от 1.08.92. М., 1992.

81. Разработка принципиальной схемы промежуточной опоры на суходоле в засоленных грунтах северного района ж. д. линии Обская Бованенково. - Научно-технический отчет ЦНИИС по теме СП-92-3-850. М., 1992.

82. Разработка технических решений по обеспечению эксплуатации мостов на 72 и 110 км железнодорожной линии Обская — Бованенково. Научно-технический отчет ЦНИИС по теме НТО-04-4129. М., 2004.

83. Разработка технического решения конструкции земполотна с применением теплоизоляции «пеноплэкс». Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ЦЛИТ-П-2002-2207. М., 2002.

84. Рекомендации по проектированию и постройке железнодорожных и автодорожных мостов на вечномерзлых грунтах. М.: ЦНИИС, 1986. - 91 с.

85. Рекомендации по рациональным конструкциям земляного полотна, водоотводных устройств и малых искусственных сооружений железнодорожной линии Беркакит-Томмот-Якутск. ЦНИИС Минтрансстроя. М.: Транспорт, 1985.

86. Роман JI.T., Коновалов А.А. Особенности проектирования фундаментов в нефтепромысловых районах Западной Сибири. JL: Стройиздат, 1981. -167 с.

87. Рувинский В.И. Пособие по устройству теплоизолирующих слоев из материала STYROFOAM на автомобильных дорогах Восточной Сибири и Дальнего Востока. М.: Транспорт, 2001.

88. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. М.: Стройиздат, 1985. - 199 с.

89. СНиП II -Б. 6-66. Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1967. - 31 с.

90. СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 52 с.

91. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. — М.: Стройиздат, 1983. 136 с.

92. СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания для строительства. М.

93. Создание проектно-изыскательской продукции на строительство и реконструкцию ж. д. линии Обская — Бованенково. — Отчет ООО ИЦ «Ямал» № 20021697. Лабытнанги, 2002 2005.

94. Сумгин М.И. Водоснабжение железных дорог в районах вечной мерзлоты. М.: 1939.

95. Теоретические исследования и предложения по конструктивно-технологическому решению промежуточных опор с возвышенным островом — подсыпкой (мост км 224). Научно-технический отчет ЦНИИС по теме ИС-91(93)-3-502-01. М., 1991.

96. Технические указания по стабилизации деформирующихся насыпей железных дорог, расположенных на протаивающих основаниях из вечномерзлых грунтов. М.: Главное управление пути МПС, 1993. - 97 с.

97. Титов В.П., Дыдышко П.И., Цуканов Н.А., Аверочкина М.В. Об исследованиях различных проявлений мерзлотных процессов на транспорте//!!

98. Международная конф. по мерзлотоведению. Вып. 8. — Якутск: 1975. С. 264*267.

99. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1977.-735 с.

100. А.с. № 1310471. Способ образования водоотводной кана-вы/Ткачевский И.Д., Перетрухин Н.А., Минайлов Г.П., Гулецкий В.В.

101. Трофимов В.Т. и др. Полуостров Ямал (инженерно-геологический очерк). Изд. МГУ. М., 1975.

102. Указание МПС и Минтрансстроя от 31.03.87 г., А-1932 У/Мо 354.

103. Хрусталев JI.H. Температурный режим вечномерзлых грунтов на застроенной территории. Наука. М., 1971, 167 с.

104. Цернант А.А. Управление тепловым режимом и напряженно-деформированным состоянием земляного полотна в криолитозоне/УМатериалы 1 научно-практ. Конференции AT РФ "Транспорт России. Проблемы и пути решения". Суздаль: 1992. - С. 39*42.

105. Цернант А.А., Лобанов В.И., Большакова Н.И. Геокриологический прогноз при сооружении земляного полотна//Транспортное строительство. — 1990. №9.-С. 7*9.

106. Цуканов Н.А. Влияние фильтрации поверхностных вод на температурный режим оснований насыпей, сооружаемых на марях//Температурный режим и вопросы повышения устойчивости и долговечности транспортных сооружений на БАМе. Труды ЦНИИСа. М.: ЦНИИС, 1980.

107. Цуканов Н.А. Расчет температурного режима грунта в основании фильтрующих насыпей при использовании численных мето-дов//Теплофизические исследования транспортных сооружений. Труды ЦНИИСа. Вып. 72. М.: ЦНИИС.

108. Цуканов Н.А., Пассек В.В., Герасимова Е.И. Методические рекомендации по проектированию теплоизолирующих слоев в железнодорожных выемках, пересекающие льдонасыщенные вечномерзлые грунты, неустойчивые при остывании. -М.: ЦНИИС, 1978. 31 с.

109. А.с. №1139176 СССР. Покрытие откоса земляного полотна/Цуканов Н.А., Пассек В.В., Заковенко В.В., Дыдышко П.И., Евстигнеев Р.И. №30. -1995.

110. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. — М.: Высшая школа, 1973.-448 с.

111. Чернядьев В.П. Прогноз геокриологической обстановки в связи с нарушением природных условий//Геокриологический прогноз и совершенствование инженерных изысканий. — М.: Стройиздат, 1980. С. 32-4-54.

112. Чернядьев В.П., Чеховский A.JL, Стремяков А.Я., Пакулин В.А. Прогноз теплового состояния грунтов при освоении северных районов. — М.: Наука, 1984. 137 с.

113. Юсупов С.Н. Конструктивно-технологические решения устройств водоотвода для земляного полотна железных и автомобильных дорог на вечной мерзлоте. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., ЦНИИС. 2003.

114. Aguirre-Puente J. Comptes rendus du XIII Congres International du Froid. 1971. - V. 1. - P. 759-764.

115. Barrg R.G. Snow cover, sea ice and permafrost. Glaciers, ice sheets and sea leval: Eff. CO indue. Clim. Change. Report Workshop, Seattle, Wash., Sept. 1315. - Washington, D.C., 1985. - P. 241-247.

116. Brown R.J.E., Johnston G.H. Permafrost and Related Engineering Problems. Ottawa: 1964. V. 23, N 89.

117. Brown R.J.E. Permafrost Investigation in Saskatchewan and Manitoba. -Ottawa, 1965. P. 74.

118. Frost i Jord. Symposium. Norges teknisk naturvitenskapelige for-skningsrads og statens vegvesens utvald for frost i jord. - Oslo, 1971. - №6.

119. Ground Freezing. Proceedings 4th Int. Symp., Sapporo, 5-7 Aug., 1985. -Rotterdam; Boston, 1985.

120. List of Publications on Permafrost and Building in the North. Ottawa, 1967/-P. 33.

121. Osterkamp Т.Е. Freezing and thawing of soils and permafrost containing unfrozen water or brine. Water Resources Research. 1987. V. 23, №12. - P. 2279^-2285.

122. Permafrost: Second Inter. Conf., July 13-28. 1973. Jakutsk, USSR. -Washington, National Acad, of sciences. 783 p.

123. Permofrost: 4th Inter. Conf., July 17-22. 1983. Proceedings. Organized by Univ. of Alaska and Nat. Acad, of Science. Washington, D.C.% Nat. Acad. Press, 1983.- 1524 pp.

124. Pissart A. Colloque International de Gemerphelegie Liego-Caen. 1971.- P. 21.

125. Proceedings of the Third International Conference on Permafrost, Edmonton, July 10-13, 1978. v. 1. Ottawa, Nat. Res. Counc. Can., 1978. - 974 pp.

126. Proceedings of the Third International Conference on Permafrost, Edmonton, July 10-13, 1978. v. 1. Ottawa, Nat. Res. Counc. Can., 1978. - 255 pp.

127. Reil R.L., Evans A.L. Heat transfer in an air thermosyphon permafrost protection device//Trans. ASME. j. Energy Resour. Technol. 1982. V. 104.

128. Sieber O. A preview of the North Slope Acaess-Road//Alaska Constr. and Oil Report. 1971. V. 12, №3. - P. 38, 40, 42, 44.

129. Smith M.W., Riseborough D.W. Permafrost sensitivity to climatic change. Permofrost//4th Int. Conf. Proc., July 17-22, 1983. Washington, D.C., 1983. - P. 1178-r-l 183.

130. Wallace A.J., Williams P.J. Problems of building roads in the north//Canadien Geogr. J. 1974. V. 89, №1-2. - P. 40-ь47.