Субмаринная криолитозона

Приурочена к территории По­лярного бассейна и включает океаническую и шельфовую ча­сти. Океаническая криолитозона охватывает значительную часть впадин Арктического бассейна, отсутствуя в области влияния ветвей Северо-Атлантического течения. Она представлена только охлажденными породами, насыщенными морской водой с тем­пературой до —0,7°С и имеет мощность в первые десятки метров. Шельфовая криолитозона приурочена к шельфу аркти­ческих морей. Она образовалась в результате погружения в го­лоцене под уровень моря криолитозоны, сформировавшейся на континенте в эпоху позднеплейстоценовой регрессии моря и, воз­можно, вследствие опускания поверхности под ледником. Вслед­ствие трансгрессии верхние высокольдистые горизонты эпи- и синкриогенных отложений были переработаны морем, подземный лед в породах был частично растворен и замещен соленой водой. В результате под толщей морской воды на изобатах 60—10 м образовались охлажденные породы, которые деградируют сверху и снизу (за счет внутриземного тепла). Пре­рывистость слоев реликтовых мерзлых пород в разрезе криоли­тозоны увеличивается, а мощность их уменьшается от побережья в сторону акватории моря. На отмелях и мелкоморье шельфа (изобаты менее 10м) развиты сезонное промерзание и оттаива­ние пород. В нижнем ярусе мелководья развиты охлаж­денные породы с криопэгами на дельтах и воздымающихся участках дна. Вблизи устьев крупных рек криолитозона имеет островной характер либо совсем отсутствует.

2) Изучение механических свойств мерзлых грунтов необходимо при возведении на них различного рода сооружений, когда мерзлые грунты являются естественным основанием. Они обладают повышенной прочностью и водонепроницаемостью по сравнению с талыми грунтами.

Основным фактором, определяющим способность мерзлых грунтов противостоять нагрузке, являются силы сцепления, под которыми понимаются силы взаимодействия между компонентами мерзлых грунтов (скелетными частицами и их агрегатами, льдом и незамерзшей водой). Для мерзлых грунтов наибольшее значение имеют связи, обусловленные цементацией льдом. Поэтому эти связи выделяются как самостоятельная часть сцепления. Механические свойства мерзлого грунта зависят также от гранулометрического и химико – минералогического состава, количества воды в незамерзшем состоянии, находящейся в сосуществовании со льдом, текстурных и структурных особенностей и пр. Характеристики механических свойств грунтов принято разделять на прочностные и деформационные.

К первым относятся сопротивления сдвигу (сцепление и трение), сопротивление вдавливанию шарового штампа (эквивалентное сцепление), сопротивление одноосному и трехосному сжатию, касательная прочность смерзания грунта с материалом фундамента, касательные силы морозного пучения.

Ко вторым относятся характеристики сжимаемости и ползучести мерзлых грунтов и сжимаемости при оттаивании под нагрузкой. В зависимости от характера связи между напряжениями и деформациями различают линейные деформации, прямо пропорциональные напряжениям, и нелинейные, связанные с напряжением нелинейной зависимостью.

Экзаменационный билет № 17

1. Арктический и полярный типы сезонного протаивания пород

2. Длительно- устойчивый и устойчивы типы оттаивания пород

1) Арктический и полярный типы сезонного протаивания пород, t_ср которых ниже -10⁰С, в пределах европейской территории РФ отмечаются лишь в зоне арктических и ледяных пустынь островов архипелага Земля Франца-Иосифа и высоких (800-1000 м) вершин островов Новая Земля. В азиатской части РФ они формируются на островах Северной Земли и Новосибирских. На северных прибрежных низменностях и вершинах гор Средней Азии преобладают умеренно-морской и умеренно-континентальный типы сезонного оттаивания. Для пояса горных пустынь Арктики и высокогорной Восточной Якутии характерны континентальный и повышенно-континентальный типы сезонного оттаивания. Глубина оттаивания пород в пределах этих территории отличается небольшими значениями (от первых сантиметров до первых десятков сантиметров). Лишь в пределах альпинотипных высокогорий на участках грубодисперсных образований мощность летнего оттаивания может достигать 1 м и более. Эпизодически, в отдельные особо холодные года, оттаивание почв в ряде случаев вообще может отсутствовать.

2) Длительно-устойчивый и устойчивый типы оттаивания пород, t_ср которых изменяется от -2 до -5, от -5 до -10⁰С, развиты в северо-восточной части европейской территории РФ в высокогорьях Северного и Полярного Урала, на архипелаге Новая Земля, севернее Полярного круга, в Западно-Сибирской низменности, в средней и центральной частях Средней Сибири, практически на всей территории Восточной Сибири и Дальнего Востока, а также в горной части Забайкалья. По мере продвижения с запада на восток и юго-восток площадь развития этой области закономерно увеличивается. В этом же направлении повышаются амплитуды колебаний температур на поверхности почвы, обусловленные увеличением континентальности климата по мере удаления от Атлантики. Так, на Северо-Востоке европейской территории РФ и в Западной Сибири преобладают умеренно-морской и умеренно-континентальный типы сезонного оттаивания пород. В Средней и Восточной Сибири на поверхности грунта в естественных условиях формируются континентальный и повышенно-континентальный типы оттаивания, а в долинах возможен и особо резко континентальный при отсутствии или разреженности напочвенных покровов. Таким образом, если в европейской части глубина оттаивания влажных суглинистых отложений с t_ср, равной – 5⁰С, не превышает 1 м, то в условиях Средней Сибири глубина летнего оттаивания в аналогичных условиях может достигать 2м. В целом глубина летнего оттаивания в пределах рассматриваемой территории изменяется в широком диапазоне в зависимости от поверхностных и грунтово-влажностных условий. Так, грубообломочные образования в Забайкалье в условиях континентального и резко континентального типов теплообмена на поверхности могут протаивать до 3 м.

Экзаменационный билет № 18

1. Переходный и полупереходный типы сезонного оттаивания пород

2. Субтропический тип промерзания пород

1) Переходный и полупереходный типы сезонного оттаивания пород имеют широкое развитие в области несплошного распространения многолетнемерзлых пород, t_cр которых изменяется от 0 до 2⁰С. Рассматриваемая территория охватывает северную и центральную части Кольского полуострова, Малоземельскую тундру, центральную и южную части Большеземельской тундры, большую часть Северного Урала, центральную территории Западно-Сибирской низменности, практически всю южную часть Средней Сибири, среднегорья Забайкалья, Дальнего Востока и Камчатки. Эти типы сезонного оттаивания и промерзания развиты также на наиболее возвышенных участках Сахалина и Сихоте-Алиньской горной области, преобладают в среднегорьях Саян, Алтая и в высокогорьях Кавказа. Для территорий с такими типами сезонного оттаивания свойственны неустойчивый характер теплового состояния пород, наличие перелетков и несливающейся мерзлоты, частая смена по площади типов сезонного оттаивания и промерзания пород, максимальные значения глубин сезонного оттаивания и промерзания дисперсных отложений, наблюдаемые на территории нашей страны. Так, на Кольском полуострове в условиях умеренно-континентального климата на поверхности почвы в грубодисперсных отложениях глубина оттаивания составляет 2 м. В Западной Сибири в слабовлажных песках глубина сезонного оттаивания увеличивается до 3 м при повышенно континентальном типе протаивания. В горных районах Средней Сибири и Забайкалья в условиях повышенно- и резко континентального режимов температурных колебаний на поверхности мощности сезонноталого слоя грубодисперсных образований могут достигать 3 – 4 м. Мощность сезонномерзлого слоя на участках развития талых пород в тех же регионах составляет 5 – 6м.

2) Субтропический тип сезонного промерзания пород, t_cp которых выше 15⁰С, развит на южном побережье Крыма, в Закавказье (Куринская низменность), в южной пустынной зоне Средней Азии. Систематическое сезонное промерзание пород на большей части указанных территорий отсутствует. Отмечается лишь кратковременное или суточное (ночное) проявление этого процесса.

Экзаменационный билет № 19

1. Влажность МП

2. Переходный, полупереходный и длительно- устойчивый типы

сезонного промерзания пород

1) Для характеристики влажности мерзлых грунтов приняты две формы выражения: обычная форма выражения влажности – суммарная (естественная) влажность мерзлых грунтов, по которой понимается отношение массы всех категорий воды (воды и льда) к массе сухого грунта в процентах или долях единицы, и общая влажность, выражающая в процентах или в долях единицы отношение массы всех категорий воды (воды и льда) к массе всего грунта (масса скелета с водой и льдом). Общая влажность изменяется от 0 до 1 или от 0 до 100% (для чистого льда W _об = 1, или 100%), в то время как суммарная влажность может достигнуть сотен и тысяч процентов. Общая и суммарная влажность связаны между собой зависимостью Как правило, в мерзлых грунтах прослойки льда перемежаются с прослойками минеральных агрегатов, причем в последних содержится со льдом и незамерзшая вода.

Для полноты характеристики влажности мерзлого грунта в целом и отдельных его фаз выделяются:

1) суммарная влажность мерзлого грунта – W _с;

2) влажность мерзлых прослоек минеральных агрегатов, не содержащих видимых невооруженным глазом ледяных тел– W _г;

3) влажность за счет незамерзшей воды – W _н. Этот вид влажности выражается в процентах или долях единицы отношение массы воды в незамерзшем состоянии при данной отрицательной температуре к массе сухого грунта;

4) влажность за счет сегрегационного льда ­– W _в;

5) влажность за счет льда – цемента – W _ц.

Мерзлые грунты в природной обстановке, в силу их текстурных особенностей, могут быть весьма неоднородными, и влажность их в различных частях даже небольшого образца может резко колебаться. Эти важные особенности строения мерзлых грунтов в значительной степени усложняют методику определения влажности.

Обычный для немерзлых грунтов точечный способ определения влажности путем отбора небольших (40 – 50 г) навесок грунта в бюксы с последующим высушиванием может оказаться слишком грубым для многих мерзлых грунтов. Этот способ можно рекомендовать только для тех случаев, когда видимые ледяные тела в грунте отсутствуют.

Мерзлые грунты отличаются неоднородностью по степени насыщенности ледяными телами. Поэтому для определения их влажности следует рекомендовать методы, при которых отбираются возможно большие навески – 500 – 1000 г и более.

Учитывая, что метод определения влажности в некоторых случаях требует и соответствующего способа отбора проб, далее дается их совместное описание.

2) Переходный, полупереходный и длительно-устойчивый типы сезонного промерзания пород со среднегодовыми температурами, не превышающими 5⁰С, развиты на Кольском полуострове, в Карелии, в северной части Русской равнины, в Предуралье, Среднем и Южном Урале, а также в центральной и южной частях Западно-Сибирской равнины. На востоке страны сезонномерзлые породы этих типов широко распространены в южных предгорьях Срединного хребта и южной части Камчатки, а также на Курильских островах, в северной и центральной частях Сахалина и в Приморье. На европейской территории амплитуда колебаний температур на поверхности почвы соответствует в целом умеренно-морскому и умеренно-континентальному типам сезонного промерзания с общей тенденцией к увеличению континентальности в восточном направлении. В этом же направлении возрастают и глубины промерзания, изменяясь в слабовлажных песках с t_ср +1⁰С от 2,2 до 2,5м. Южнее, при повышении температуры пород до +5⁰С, глубины сезонного промерзания в таких же отложениях сокращаются до 1-1,5м.

В Западной Сибири при движении в южном направлении в пределах этой зоны отмечается некоторое увеличение (до 3-3,5 м) глубин промерзания. Оно связано с возрастанием амплитуды температурных колебаний на поверхности и уменьшением влажности промерзающих отложений. На европейской территории страны наблюдается сходная картина, прослеживающаяся далее к югу, хотя в количественном отношении приращение мощности сезонномерзлого слоя при движении на юг здесь не превышает 0,5 м.

Экзаменационный билет № 20

1. Южный тип сезонного промерзания пород

2. ГК условия (межгорные впадины Северо- Востока РФ)

1) Южный тип сезонного промерзания, где среднегодовая температура пород изменяется в диапазоне от 10 до 15⁰С, развит в Причерноморской низменности, Предкавказье, в прикаспийской низменности. В условиях умеренно-морского и умеренно-континентального климата на поверхности почвы в европейской части глубины сезонного промерзания пород, как правило, изменяются от нескольких сантиметров до 0,1-0,3 м. В Прикаспии при континентальном температурном режиме глубина зимнего промерзания может достигать 1м.

2) В северной геокриологической зоне ММП позднеголоценового и плейстоценового криогенного возраста в основном сливаются, образуя криогенную толщу большой мощности: в Западной Сибири до 300-500 м, на Сибирской платформе до 1000-1500 м, в горных хребтах Северо-Востока России до 300-800м и более, во впадинах до 200-400 м. В её пределах развиты сквозные и несквозные талики гидрогенного и гидрогеогенного типов, существование которых обусловлено тепловым воздействием водоемов, водотоков и подземных вод.

В пределах низменных равнин, на платформа и плитах с поверхности распространены 2 типа многолетнемерзлых толщ:

1) высокольдистые эпикриогенные (морские, ледниковые) рыхлые отложения с залежами пластовых льдов;

2) высокольдистые синкриогенные (озерные, аллювиальные, склоновые, биогенные и др.).

Син- и эпикриогенные мерзлые толщи рыхлого чехла на различной глубине подстилаются ярусом эпикриогенных коренных скальных и полускальных пород.

В крупных межгорных впадинах на Северо-Востоке России криолитозона представлена преимущественно 3 ярусами. Верхний ярус слагают позднеплейстоценовые синкриогенные высокольдистые толщи осадков разнообразного, в основном озерно-аллювиального генезиса с мощными повторно-жильными льдами. Средний ярус представляют менее льдистые неоген-плейстоценовые эпикриогенные породы флювиогляциального, гляциального, озерно-аллювиального и другого генезиса; нижний – эпикриогенные скальные и полускальные породы мезозоя и палеозоя.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: