DOI: 10.7256/2453-8922.2019.1.29380

Аннотация: Объектом исследования являются аномальные участки деградации многолетней мерзлоты в основании земляного полотна. В таких случаях, кровля мерзлоты приобретает сложную конфигурацию, образуются ее крутые борта и зеркала надмерзлотных вод. Авторы предложили новый способ их изучения сейсмическим методом (0,5-1,0 кГц). Предлагаемая модификация сейсмического метода основана на совместном применении головных и отраженных волн по годографам первых вступлений при их сложной конфигурации с учетом запредельных углов преломления в бортах депрессии. Годографы преломленных волн решены с применением комплексных чисел, при этом их геометрия осталась традиционной – метод нулевого времени для определения глубины преломляющей границы и разностного годографа для расчета скоростей в кровле депрессии. Получен и апробирован модифицированный сейсмический способ изучения аномальных участков деградации многолетней мерзлоты под земляными сооружениями в холодных регионах. Он позволяет картировать локальные зоны депрессий с крутыми бортами под насыпями, возникшие в результате нарушения производственного цикла транспортных систем или нормальной эксплуатации зданий и сооружений, построенных в таких условиях. Наземные сейсморазведочные работы методом преломленных волн (МПВ), в частности, выполняемые способами нулевого и разностного годографа, имеют потенциал для модификации в зависимости от решаемых задач. В условиях запредельных углов преломления головных волн, задачи по определению подземных депрессий решаются математически с применением комплексных чисел, при этом базовые условия МПВ, такие как увязка годографов во взаимных временах и точность определения средних скоростей остаются неизменными.

DOI: 10.7256/2453-8922.2022.1.29498

Аннотация: При изучении оползневых процессов исследователи большое внимание уделяют не только геометрическим размерам оползневых тел, механизмам смещения, геоморфологическим особенностям и причинам их активизации, но и времени их активизации. Данные, полученные с помощью радиоуглеродного датирования органического материала, отобранного из различных геоморфологических элементов оползней в верховьях бассейна р. Мзымта (Западный Кавказ) с большой выборкой образцов, позволяют уверенно сказать о возрасте события, или нескольких эпизодах оползнеобразования, частоте повторяемости процесса, а также установить триггерные причины, спровоцировавшие оползание. Для получения более достоверных определений возраста оползня разработана методика выполнения серийного отбора органики. Из разных элементов оползня отобран органический материал : а) из разрезов западин в тыловой части оползня, б) из разрезов понижений на основном теле оползня, в) из гумусового горизонта, захороненного под языковой частью оползня. Получено более 40 новых датировок образцов органического материала. Выполнена хронология поздне- и среднеголоценовых оползней в долине р. Мзымта: 1. Оползни, располагающиеся на северном склоне хребта Аибга, формировались в течение двух крупных стадий оползнеобразования; 2. Более древняя стадия оползнеобразования датируется средним голоценом от 6310 до 5380 кал. лет назад; 3. Относительно более молодая стадия оползнеобразования датируется средним голоценом от 2930 до 2820 кал. лет назад.

DOI: 10.7256/2453-8922.2022.1.37649

Аннотация: Предметом исследований является земляное полотно железнодорожного пути и искусственные сооружения на маревых слабосточных участках в районах распространения многолетнемерзлых грунтов на обходе водохранилища Бурейской ГЭС в пределах Верхнебуреинской впадины. Цель - выявление условий и причин проявления неблагоприятных процессов и явлений возникших в ходе эксплуатации. Задачами исследований являются выявление основных причин и условий проявления неблагоприятных геокриологических процессов и явлений – заболачивания, подтопления, застоев воды, деградации многолетнемерзлых пород, осадок земляного полотна. Проанализированы ошибки проектирования и даны рекомендации применения проектных решений в соответствии с состоянием и динамикой геокриологических условий и требованиями действующих нормативных документов для районов распространения слобосточных марей и высокотемпературной мерзлоты. Впервые для описываемой территории произведен комплексный анализ условий и причин, вызывающих неблагоприятные процессы и явления. Выявлены неэффективные конструкции и проектные решения. Рекомендованы оптимальные проектные решения и мероприятия для обеспечения устойчивой и безопасной работы транспортных сооружений региона в условиях слабосточных марей и высокотемпературной мерзлоты. Для изученного участка характерными особенностями является значительная заболоченность территории, и широкое распространение низко– и высокотемпературных многолетнемёрзлых грунтов сливающегося типа. Имеются случаи нерационального и неэффективного проектирования. Нередки случаи использования для отсыпки земляного полотна и его элементов непригодных грунтов. Также превышение объемов земляных работ при строительстве. В этих условиях рекомендуется: При проектировании плана железнодорожного пути трассировать линию через локальные повышенные участки местности, с целью обеспечения необходимого уклона проектного профиля водоотводных канав не менее 4 промилле. Водоотводные канавы вдоль пути располагать на расстоянии, исключающем приток воды в основание земляного полотна.

DOI: 10.7256/2453-8922.2020.2.32405

Аннотация: Статья посвящена вопросам математического моделирования и вычислительного эксперимента в задачах составления прогноза изменений температурного режима ленточного фундамента, оснований зданий и сооружений в криолитозоне, которые позволят осуществлять качественный подход к проведению нестационарных тепловых расчетов грунтов и оснований для принятия проектных решений по обеспечению устойчивости и эксплуатационной надежности оснований и фундаментов сооружений в Арктической зоне. Сформулирована задача составления прогноза в виде определения изменений температурного режима, площадного распространения, мощности и вертикального строения, сезонного и многолетнего промерзания вечномерзлых грунтов, их температурно-прочностного состояния и свойств в связи со строительством зданий и сооружений. Представленные теоретические разработки основаны, главным образом, на предположении о нестационарности процесса теплообмена. На основании данных натурных наблюдений предложены математические модели для определения глубины протаивания. Решена задача определения температуры в основании фундамента, ограниченного с одной стороны, в котором температура зависит только от одной координаты с условием, что температура поверхности вечномерзлого грунта под влиянием внешних воздействий претерпевает периодические колебания около нулевого значения. Показано, что двумерную задачу о вечномерзлом грунте полубесконечной толщины фундамента можно обобщить еще в большей степени, если положить, что изменение температуры окружающей среды происходит не по законам гармонического колебания, а по любому другому закону. Сформулирована математическая постановка задачи в виде дифференциального уравнения теплового баланса с учетом теплового потока, изменяющегося по закону Фурье.

DOI: 10.7256/2453-8922.2020.3.32222

Аннотация: Объектом исследований является исследование устойчивости вулканогенно-осадочных и эффузивных пород в горных выработках месторождения Купол. Предмет исследования - анализ и оценка физико-механических свойств этих пород в массиве при учёте интенсивности трещиноватости и степени их обводнённости с использованием показателей, которые были разработаны профессором Н.С. Булычевым и профессором Г.Л. Фисенко. Данные, полученные при реальной оценке состояния массива горных пород, подтверждают выбор применяемого крепления на руднике Купол. Методология исследований базируется на анализе структурно-тектонических особенностей территории месторождения Купол, что определяет высокую степень дезинтегрирования сложного комплекса пород и диктует необходимость стадийности подхода к характеристике устойчивости пород в горных выработках - от образцов к массиву.             Методология исследований базируется на анализе структурно-тектонических особенностей территории месторождения "Купол", что определяет высокую степень дезинтегрирования сложного комплекса пород и диктует необходимость стадийности подхода к характеристике устойчивости пород в горных выработках - от образцов к массиву. Новизна исследования заключается в том, что впервые для оценки устойчивости массивов пород на руднике Купол использован стадийный подход для перехода от результатов лабораторных исследований образцов пород к оценке их реального поведения при разработке месторождения в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях. Отмечено, что месторождение приурочено к вулкано-тектонической депрессии Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, осложненной более молодой вулканогенной тектонической деятельностью, и находится в зоне Средне-Кайемравеемского разлома 1-го порядка меридионального простирания. Проанализирована применяемая система разработки месторождения в сложных горно-геологических условиях.

DOI: 10.7256/2453-8922.2022.3.38777

EDN: HNHLEU

Аннотация: Проектирование и строительство автомобильных дорог в криолитозоне сопряжено с рядом трудностей, которые определяются не только геокриологическими и климатическими условиями эксплуатации, но и сложностью собственно прогноза теплового режима дорожных одежд и оснований. Многие тепловые расчеты для обоснования технических решений по защите автомобильных дорог в криолитозоне от негативных криогенных явлений, базируются на определении и выборе заданного термического сопротивления конструктивных слоев дорожной одежды. Целью настоящих исследований являлась оценка целесообразности использования при моделировании тепловых процессов эквивалентного термического сопротивления и определение ошибки в расчетах, которую мы допускаем, заменяя слоистую конструкцию дорожной одежды эквивалентной. Получены простые инженерные зависимости, которые позволяют определить ошибку в расчетах при использовании эквивалентного термического сопротивления. Сделан расчет термического сопротивления трехслойной конструкции дорожной одежды. Установлено, что для трехслойной конструкции дорожной одежды величина ошибки при расчете термического сопротивления напрямую связана со степенью отклонения значений коэффициента теплопроводности материалов отдельных слоев друг от друга. Причем, параметры неравенства коэффициентов теплопроводности для отдельных конструктивных слоев при определении минимальной ошибки расчета, функционально связаны друг с другом. Результаты вариантных численных расчетов представлены в виде 3D и 2D графиков, которые позволяют наглядно оценить влияние исследуемых параметров на относительную ошибку расчета термического сопротивления дорожной одежды.