ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ В ОСНОВАНИЯХ ДОРОГ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ2
Аннотация
Рассмотрены направленность и основные причины изменения температурного режима в основаниях дорожных насыпей в криолитозоне. В программе “WARM” выполнено моделирование температурного поля в основании дорожных насыпей для 11 пунктов криолитозоны с учетом их климатических и геокриологических особенностей. По результатам моделирования выделено 4 основных типа многолетнего квазистационарного состояния температурного поля в основаниях дорог: устойчивый, переходный низкотемпературный, переходный высокотемпературный и неустойчивый. Рассмотрены основные причины их формирования: дополнительный разогрев искусственно созданных поверхностей, перераспределение снега и особенности морфологии дорожной насыпи, препятствующие равномерному промерзанию мерзлых грунтов в ее основании. Сделан вывод о влиянии характерных неравномерностей температурного поля на сезонную и многолетнюю динамику геокриологических условий в природно-технической системе земляного полотна. На основании литературных источников и полевых наблюдений проведена апробация результатов моделирования, показавшая их высокую сходимость с результатами натурных наблюдений. Отмечено, что в регионах, где по результатам расчета отмечается устойчивый и переходный низкотемпературный тип квазистационарного температурного поля, также наблюдаются деформации дорожных насыпей, вызванные динамическими нагрузками либо активизацией опасных криогенных процессов.
Об авторе
В. А. Исаков
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Аспирант; географический факультет, кафедра криолитологии и гляциологии
Россия
Аспирант; географический факультет, кафедра криолитологии и гляциологии
Список литературы
1. Архив климатических данных. URL: http://climatebase.ru (дата обращения: 25.11.2014).
2. Бедрин Е.А., Дубенков А.А. Анализ причин сверхнормативных деформаций на автомобильных дорогах в условиях высокотемпературной мерзлоты (по результатам мониторинга автомобильной дороги “Амур”) // Вестн. СибАДИ. 2014. Вып. 3 (37). С. 48–52. Bedrin E.A., Dubenkov A.A. Analiz prichin sverhnormativnyh deformacij na avtomobil’nyh dorogah v uslovijah vysokotemperaturnoj merzloty (po rezul’tatam monitoringa avtomobil’noj dorogi “Amur”) [Analysis of reason above-level road deformation on high-temperature permafrost (monitoring road “Amur” results)], Vestnik SibADI, 2014, V. 3 (37), pp. 48–52 (in Russian).
3. Бедрин Е.А., Завьялов А.М., Завьялов М.А. Обеспечение термической устойчивости основания земляного полотна автомобильных дорог. Омск: СибАДИ, 2012. 178 с. Bedrin E.A., Zav’jalov A.M., Zav’jalov M.A. Obespechenie termicheskoj ustojchivosti osnovanija zemljanogo polotna avtomobil’nyh dorog [Maintenance of road basement temperature stability], SibADI, Omsk, 2012, 178 p. (in Russian).
4. Ведомственные строительные нормы. ВСН 61-89. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. М.: ВПТИтрансстроя Мин-ва транспортного строительства, 1990. 208 с. Vedomstvennye stroitel’nye normy. VSN 61-89. Izyskanija, proektirovanie i stroitel’stvo zheleznyh dorog v rajonah vechnoj merzloty [Departmental building regulations 61-89. Engineering investigations, design and construction railroads on permafrost regions], VPTItransstroja ministerstva transportnogo stroitel’stva, Moscow, 1990, 208 p. (in Russian).
5. Исаков В.А. Основные типы и причины развития деформаций автомобильных и железных дорог в Норильском промышленном районе // Мат-лы X Междунар. конф. по мерзлотоведению (TICOP) “Ресурсы и риски регионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире”. Т. 3. Тюмень: Печатник, 2012. С. 207–211. Isakov V.A. Osnovnye tipy i prichiny razvitija deformacij avtomobil’nyh i zheleznyh dorog v Noril’skom promyshlennom rajone [Main types and causes of deformations on railways and roads in the Norilsk industrial district], Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost “Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World”, Vol. 2, The Northern Publisher, Salekhard, 2012, pp. 133–136.
6. Исаков В.А., Наумов М.С., Телков Ф.С. Обследование грунтов основания на направлении Улак–Эльга // Путь и путевое хозяйство. 2013. № 4. C. 28–31. Isakov V.A., Naumov M.S., Telkov F.S. Obsledovanie gruntov osnovanija na napravlenii Ulak–Jel’ga [Investigation of railway Ulak-Jel’ga ground basement], Put’ i putevoe hozjajstvo, 2013, no 4, pp. 28–31 (in Russian).
7. Исаков В.А., Телков Ф.С. Геокриологический мониторинг на объектах дорожной сети в криолитозоне России // Инженерные изыскания в строительстве: Мат-лы IX науч.-практ. конф. молодых специалистов. М.: ОАО “ПНИИИС”, 2013. C. 191–197. Isakov V.A., Telkov F.S. Geokriologicheskij monitoring na ob’ektah dorozhnoj seti v kriolitozone Rossii [Monitoring of permafrost on Russian road network] Engineering investigations for construction: Proceedings of the Nine scientificpractice conference of young specialists, Moscow, OAO “PNIIIS”, 2013, pp. 191–197 (in Russian).
8. Каган А.А., Кривоногова Н.Ф. Многолетнемерзлые скальные основания сооружений. Л.: Стройиздат, 1978. 208 с. Kagan A.A., Krivonogova N.F. Mnogoletnemerzlye skal’nye osnovanija sooruzhenij [Permafrost bedrock foundation], Stroyizdat, Leningrad, 1978, 208 p. (in Russian).
9. Канаев Ф.С. Инженерные изыскания на крайнем севере на основе ландшафтно-геокриологического метода. М.: Центр инжиниринга, маркетинга и рекламы “ТИМР”, 1994. 139 с. Kanaev F.S. Inzhenernye izyskanija na krajnem severe na osnove landshaftno-geokriologicheskogo metoda. [Engineering investigations in arctic regions on a basis of landscapegeocryological methods], Centr inzhiniringa, marketinga i reklamy “TIMR”, Moscow, 1994, 139 p. (in Russian).
10. Кондратьев В.Г. Новые методы и технологии управления состоянием грунтов тела и основания земляного полотна железной дороги в криолитозоне // Геотехника. 2011. № 2. C. 28–39. Kondrat’ev V.G. Novye metody i tehnologii upravlenija sostojaniem gruntov tela i osnovanija zemljanogo polotna zheleznoj dorogi v kriolitozone [New methods and technology of control roadbed conditions in permafrost zone], Geotehnika, 2011, no 2, pp. 28–39 (in Russian). Криолитологическая карта СССР. 1:4 000 000, М.: ГУГК, 1985. Kriolitologicheskaja karta SSSR. 1:4 000 000 [USSR Cryolitologic map 1:4 000 000], GUGK, 1985 (in Russian).
11. Кудрявцев В.А., Гарагуля Л.С., Кондратьева К.А. и др. Методика мерзлотной съемки. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. 358 с. Kudryavcev V.A., Garagulja L.S., Kondrat’eva K.A. et al. Metodika merzlotnoj s’emki [Methods of permafrost survey], Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow, 1979, 358 p. (in Russian).
12. Лисицына О.М., Минайлов Г.П., Романовский Н.Н., Пармузин С.Ю. Линейное строительство // Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток. М.: Недра, 1989. С. 452–457. Lisicyna O.M., Minajlov G.P., Romanovskij N.N., Parmuzin S.Ju. Linejnoe stroitel’stvo [Linear construction], Geokriologija SSSR. Vostochnaja Sibir’ i Dal’nij Vostok, Moscow, Nedra, 1989, pp. 452–457 (in Russian).
13. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологич еских исследованиях / Под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974. 431 с. Osnovy merzlotnogo prognoza pri inzhenerno-geologicheskih issledovanijah / Pod red. V.A. Kudryavceva [Principals of geocryological forecast in the process of engineeringgeological studies / Ed. by V.A. Kudryavcev], Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow, 1974, 431 p. (in Russian).
14. Пармузин С.Ю. Тепловая инерция многолетнемерзлых горных пород и их устойчивость к изменениям внешнего теплообмена // Основы геокриологии. Ч. 6. Геокриологический прогноз и экологические проблемы в криолитозоне / Под ред. Э.Д. Ершова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. С. 108–121. Parmuzin S.Ju. Teplovaja inercija mnogoletnemerzlyh gornyh porod i ih ustojchivost’ k izmenenijam vneshnego teploobmena [Thermal inertia of frozen grounds and their stability under changing external heat transfer], Osnovy geokriologii, Vol. 6, Geokriologicheskij prognoz i ekologicheskie problemy v kriolitozone / Pod red. E.D. Ershova, Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow, 2008, pp. 108–121 (in Russian).
15. Региональная криолитология / Под ред. А.И. Попова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 256 с. Regional’naja kriolitologija / Pod red. A.I. Popova [Regional cryolithology / Ed. by A.I. Popov], Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow, 1989, 256 p. (in Russian). Строительные нормы и правила. СНиП 2.02.04-88.
16. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1990. 56 с. Stroitel’nye normy i pravila. SNiP 2.02.04-88. Osnovanija i fundamenty na vechnomerzlyh gruntah [Constraction norms and regulations. SNiP 2.02.04-88. Basement and foundation on frozen ground], CIPT Gosstroja SSSR, Moscow, 1990, 56 p. (in Russian).
17. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Железные дороги колеи 1520 мм. СНиП 32-01-95. М.: Минстрой России, 1995. 45 с. Stroitel’nye normy i pravila Rossijskoj Federacii. Zheleznye dorogi kolei 1520 mm. SNiP 32-01-95 [Constraction norms and regulations of Russian Federation. Railroads with rail gage 1520 mm. SNiP 32-01-95], Minstroy Rossii, Moscow, 1995, 45 p. (in Russian).
18. Строительные нормы и правила. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1987. 55 с. Stroitel’nye normy i pravila. SNiP 2.05.02-85. Avtomobil’nye dorogi [Constraction norms and regulations. SNiP 2.05.02-85. Roads], CIPT Gosstroja SSSR, Moscow, 1987, 55 p. (in Russian).
19. Хрусталев Л.Н. Основы геотехники в криолитозоне. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 541 с. Hrustaljov L.N. Osnovy geotehniki v kriolitozone [Principals of geotechnics in permafrost zone], Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow, 2005, 541 p. (in Russian).
20. Хрусталев Л.Н., Емельянов Н.В., Пустовойт Г.П., Яковлев С.В. Программа расчета теплового взаимодействия инженерных сооружений с вечномерзлыми грунтами “WARM” / Свидетельство № 940281. РосАПО, 1994. Hrustaljov L.N., Emel’janov N.V., Pustovojt G.P., Jakovlev S.V. Programma rascheta teplovogo vzaimodejstvija inzhenernyh sooruzhenij s vechnomerzlymi gruntami “WARM” / Svidetel’stvo № 940281 [Software for calculation thermal interaction between engineering structure and frozen grounds “WARM” / Patent N 940281], RosAPO, 1994 (in Russian).
21. Шаманова И.И., Титков С.Н., Максимов А.В. Техногенные изменения геокриологических условий железнодорожной линии Обская–Бованенково (полуостров Ямал) по результатам инженерно-геокриологического мониторинга // Мат-лы Х Междунар. конф. по мерзлотоведению (TICOP): “Ресурсы и риски регионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире” Т. 5. Тюмень: Печатник, 2012. С. 337–339. Shamanova I.I., Titkov S.N., Maksimov A.V. Tehnogennye izmenenija geokriologicheskih uslovij zheleznodorozhnoj linii Obskaya–Bovanenkovo (poluostrov Jamal) po rezul’tatam inzhenerno-geokriologicheskogo monitoringa [The anthropogenic changes in the geocryological conditions of the Obskaya-Bovanenkovo railway line (the Yamal peninsula) based on the results of the engineering and geocryological monitoring], Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost “Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World”, Vol. 4. The Fort Dialog-Iset Publisher, Tyumen, Ekaterinburg, 2012, pp. 524–525.
22. Шполянская Н.А. Глобальные изменения климата и эволюция криолитозоны. М., 2008. 132 с. Shpolyanskaja N.A., Global’nye izmenenija klimata i jevoljucija kriolitozony [Global changes and evolution permafrost zone], Moscow, 2008, 132 p. (in Russian).
Рецензия
Для цитирования:
Исаков В.А. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ В ОСНОВАНИЯХ ДОРОГ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ2. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2015;(3):25-34.
For citation:
Isakov V.A. TEMPERATURE REGIME OF ROAD BASEMENTS IN THE PERMAFROST. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5, Geografiya. 2015;(3):25-34. (In Russ.)
Просмотров:
692
Послать статью по эл. почте 
