Александр Леонидович Исаков – доктор технических наук, профессор кафедры «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»
Новосибирск
Alexander L. Isakov – Doctor of Engineering, Professor of the Surveying, Design and Construction of Railways and Motorways Department
Novosibirsk
Ирина Сергеевна Моисеева – аспирант кафедры «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»
Новосибирск
Irina S. Moiseeva – Postgraduate of the Surveying, Design and Construction of Railways and Motorways Department
Novosibirsk
Ирина Николаевна Гудкова – кандидат экономических наук, доцент кафедры «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»
Новосибирск
Irina N. Gudkova – Candidate of Economic Sciences, Associate Professor of the Surveying, Design and Construction of Railways and Motorways Department
Novosibirsk
При строительстве транспортных объектов в криолитозоне кардинально нарушается температурный режим многолетнемерзлых грунтов. В процессе эксплуатации Байкало-Амурской магистрали в основании земляного полотна на отдельных участках в районах распространения высокотемпературных мерзлых грунтов образовались так называемые чаши протаивания. Они представляют собой зоны оттаявших многолетнемерзлых грунтов, расположенные непосредственно под железнодорожными насыпями, даже при соблюдении первого принципа строительства. Главным образом это касается насыпей, сложенных дренирующими грунтами. В этом случае формированию таких чаш в первую очередь способствует инфильтрация атмосферных осадков в тело земляного полотна. Расчетным путем оценить эффект от влияния атмосферных осадков на отепляющий эффект основания земляного полотна весьма проблематично в связи с хаотическим характером фильтрационных процессов, происходящих в теле земляного полотна. В данной работе сделана попытка использования нетрадиционного подхода к решению этой проблемы, а именно предложено ввести поправку к летним значениям коэффициента теплопроводности, учитывающую теплообмен фильтрующихся теплых атмосферных вод с твердыми частицами дренирующего грунта. Для определения данной оправки был использован эмпирический подход. Он заключается в коррекции коэффициента теплопроводности в процессе численных расчетов с ориентацией на реальную глубину верхней границы многолетней мерзлоты под насыпью, полученную при инженерно-геологических изысканиях. Подобранный таким образом коэффициент теплопроводности можно использовать для дальнейших расчетов в схожих условиях. С помощью предложенного подхода обоснована эффективная конструкция насыпи из дренирующих грунтов. Также показано, что использование такого приема для предотвращения деградации грунтов основания насыпи является эффективным при строительстве земляного полотна под вторые пути в криолитозоне.
During the construction of transportation facilities in the cryolithozone, the temperature regime of permafrost soils is radically disturbed. During the operation of the Baikal-Amur Mainline for several decades, the so-called thawing bowls were formed at the base of the subgraid in some sections in the areas of high-temperature frozen soils. These are zones of thawed perennially frozen ground located directly under railway embankments, even when the first principle of construction is used. This applies mainly to embankments with drainage soils. In this case, the formation of such bowls is primarily promoted by infiltration of atmospheric precipitation into the body of the subgrade. It is very problematic to estimate the effect of precipitation on the warming effect of the subgrade because of the chaotic nature of filtration processes occurring in the body of the subgrade. In this paper an attempt is made to use a non-traditional approach to solving this problem, namely, it is proposed to introduce a correction to the summer values of the coefficient of thermal conductivity, taking into account the heat exchange of filtered warm atmospheric water with solid particles of the draining soil. To determine the correction to the thermal conductivity coefficient, an empirical approach was used. It consists in correcting the heat conductivity coefficient in the process of numerical calculations, focusing on the real depth of the upper boundary of permafrost under the embankment, obtained during geotechnical surveys. The heat conductivity coefficient thus selected can be used for further calculations under similar conditions. Using the proposed approach, an effective embankment design from draining soils was justified. It is also shown that the use of such a technique to prevent degradation of the embankment base soils is effective in the construction of the earth bed for the second tracks in the cryolithozone.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.