Аннотация:Достоверный прогноз деформируемости и несущей способности грунтов оснований инженерных сооружений требует определения деформационных и прочностных свойств грунтов в мерзлом, оттаивающем и талом состоянии. В процессе оттаивания существенно изменяются механические, физические, теплофизические, химические свойства грунтов. Оттаивающие грунты обладают такими специфическими особенностями как пониженная плотность, повышенная влажность, высокая фильтрационная способность, избыточное поровое давление. В связи с этим, использование норм и стандартов, применяющихся для мерзлых или талых грунтов, при рассмотрении оттаивающих грунтов не корректно или применимо лишь для решения узкого круга вопросов. Также установление поведения грунтов при оттаивании осложнено многообразием сочетания факторов и многообразием одновременно протекающих в них процессов. Поэтому установление закономерностей формирования поведения грунтов в процессе оттаивания возможно лишь на основе данных полевых и лабораторных работ, с упором на теоретические знания в области инженерной геокриологии и механики грунтов.
Полевые работы включают в себя визуальные наблюдения за геокриологической обстановкой выбранного участка исследований на железнодорожной лини, технический осмотр грунтов оснований и инженерных конструкций, описание и отбор грунтовых образцов из слоя сезонного промерзания/оттаивания, проведение температурных измерений и замеров динамических воздействий при прохождении железнодорожных составов.
В лабораторных условиях для моделирования процесса оттаивания создается сложное напряженное состояние, при этом в ходе испытаний необходимо контролировать такие параметры как температура грунтов, влажность, поровое давление, коэффициент фильтрации. Также, важна реакция грунтов на динамические нагрузки, так как под их воздействием грунты, особенно оттаивающие, могут разжижаться и переходить в текучее состояние. Динамические испытания позволяют получать данные при различных частотах и амплитудах воздействия. Установление закономерностей поведения таких грунтов под действием статических и динамических нагрузок позволит моделировать и прогнозировать поведение любых грунтов при оттаивании, обеспечивая надежность и безопасность строительства и эксплуатации инженерных сооружений.
Таким образом, накоплен объем данных по физико-механическим свойствам оттаивающих грунтов. Выделены специфические особенности оттаивающих грунтов, которые требуют особого внимания при проведении экспериментов. Разработаны методики проведения исследований оттаивающих грунтов при статических и динамических нагрузках. Выделены основные особенности поведения грунтов при оттаивании.