Шестернев Данил Дмитриевич
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Первая глава посвящена критическому анализу изученности взаимосвязи криогенного пучения и пучиноопасности грунтов с геокриологическими условиями территории исследований.
Согласно районированию территории России по потенциально возможной пораженности геокриологическими процессами разной степени опасности для строительных объектов, территория исследований принадлежит к Забайкальскому геокриологическому региону 1-го порядка, в пределах которого не более 3% территории занято с чрезвычайно опасным проявлением процессов по площади. В то же время, в Забайкалье пучение грунтов при промерзании может достигать 50 см и более. Таким образом, в этом районе существуют природные условия для формирования наиболее высокой пятой категории пучиноопасности сезоннопромерзающих грунтов. Наряду с этим, следует отметить, что 3% территории Забайкалья с развитием 5-ой категории пучиноопасности составляет 20-25% территории, наиболее пригодной к инженерному освоению, из которой 10-12% уже освоено в настоящее время.
Обследование эксплуатируемых на этой территории промышленных и гражданских сооружений, выполненные в течение второй половины прошлого столетия, показали, что их количество, требующее косметического или капитального ремонта, вследствие отрицательного воздействия на них криогенных процессов, в том числе пучения грунтов, ежегодно увеличивается (Демидюк, 1964; Сальников, 1996).
В процессе инженерных изысканий ОАО "ЗабайкалТИСИЗа", гидрогеологических съемок ПГО "Читагеология", исследований кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Читинского государственного университета, а также лаборатории общей криологии Института природных ресурсов, экологии и криологии установлено, что в настоящее время (в сравнении с 60-ми годами прошлого столетия) площадь криолитозоны в Центральном Забайкалье существенно сократилась. В неосвоенных районах это сокращение достигло 15-20%, в пределах освоенных районов (преимущественно в границах городских территорий) - до 30% и более.
Одновременно с этим до 30-40% увеличилась площадь развития криолитозоны несливающегося типа. Данные Забайкальского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды свидетельствуют также, что во второй половине XX века среднегодовые температуры воздуха повысились на 1,5 - 2oС, а количество осадков в среднем за год увеличилось на 20-30%.
Проблема исследований криогенного пучения грунтов привлекает внимание исследователей уже более века. На начальном этапе формирования геокриологии ей посвятили свои работы И.А. Лопатин, В.И. Штукенберг, С.Г. Войслав, М.И. Сумгин и др. С учетом исследований этих и других авторов в настоящее время В.О. Орловым, С.Е. Гречищевым, Э.Д. Ершовым и др. разработаны современные теоретические положения о природе, динамике и закономерностях влагопереноса и пучения промерзающих грунтов различного генезиса, состава, строения и свойств.
Изучено влияние криогенного пучения на фундаменты зданий и инженерных сооружений, предложены меры по предотвращению деформаций инженерных сооружений. Данные аспекты проблемы детально проанализированы в фундаментальных работах В.О. Орлова (1962) в коллективной монографии под редакцией Э.Д. Ершова (Деформации , 1985), что позволяет нам уделить основное внимание анализу современного состояния проблемы исследования в региональном аспекте.
В Забайкалье исследование процесса пучения пород велось по четырем направлениям. Первое из них, на базе преимущественно полевых исследований посвящено выявлению динамики и закономерностей пучения пород в Северном и Центральном Забайкалье в зависимости от изменения условий промерзания сезонноталого слоя и свойств дисперсных пород его слагающих - плотности и предзимней влажности. В результате работами В.С. Петрова, И.И. Железняка, П.И. Сальникова, Д.М. Шестернева и др. установлено, что пучиноопасность промерзающих глинистых пылеватых и глинистых пылеватых заторфованных грунтов в Читино-Ингодинской впадине может изменяться преимущественно от средне- до чрезмерно пучинистых. В ряде работ обращено внимание на то, что одни и те же промерзающие грунты из года в год по значению относительного пучения могут отличаться на одну две и более категории.
Второе направление исследований посвящено изучению воздействия криогенного пучения на инженерные сооружения. По данным П.И. Сальникова (1996) из 329 обследованных малоэтажных зданий г. Читы 20 зданий требуют текущего ремонта, 252 нуждаются в восстановительном ремонте и 50 зданий находятся в аварийном состоянии. Результаты обследования эксплуатационных характеристик малоэтажных зданий с учетом геолого-геоморфологических условий их местонахождения показали еще более удручающую картину. Большое количество малоэтажных зданий, построенных на пучиноопасных грунтах, находятся в предаварийном или аварийном состоянии и требуют существенных затрат на проведение ремонта.
Третье направление исследований, нашло широкое развитие в регионе в исследованиях В.О. Орлова, В.С. Петрова, П.И. Сальникова, И.О. Железняка, Б.Б. Елгина, Д.М. Шестернева и др. В нем уделяется основное внимание разработке мероприятий по предотвращению морозного пучения грунтов, а также разработке методики оценки и прогноза параметров пучения пород.
Четвертое направление исследований пучения пород посвящено его пространственной оценке и прогнозу. Наиболее известными работами в области создания комплексных пространственных и математических моделей для оценки пучения являются работы Л.С. Гарагули (1983), Э.Д. Ершова, Ю.П. Лебеденко (1985) и др. Эти работы, объединяет то, что за основу создания пространственных моделей оценки пучения пород, был выбран классический подход В.А. Кудрявцева, под руководством которого была разработана методика картирования типов сезонного промерзания и оттаивания пород в криолитозоне.
Критический анализ изученности криогенного пучения позволил обосновать выбор объекта и предмета исследований, сформулировать цель и основные задачи для ее реализации в диссертационной работе. Все эти аспекты направлены на обеспечение теоретических и практических разработок по обеспечению рационального инженерного освоения криолитозоны в условиях деградации многолетнемерзлых пород при потеплении климата.
|
