Физические основы упаковки мерзлых комьев грунта в грунтовых массивах в транспортных и гидротехнических сооружениях

Действующие нормативные документы по строительству транспортных и гидротехнических сооружений указывают на применение только талых, в основном песчаных грунтов. При возведении насыпей в зимний период допускается ограниченное количество применяемых мерзлых грунтов. В этом случае снижаются устойчивость и прочность грунтового массива. Отсутствие талых грунтов в районах Сибири и Арктики требует расширения видов применяемых грунтов, одним из которых являются твердомерзлые грунты. Разработанные авторами конструкции земляного полотна позволяют использовать мерзлые грунты, заключенные в геосинтетические обоймы или без них. Одной из научных задач, решаемых в данной статье, является увеличение устойчивости и прочности насыпи за счет создания плотного скелета грунта. Это создается посредством применения теории зернистых сред. В основу формирования плотных систем из мерзлых грунтов на практике предлагается два принципа: способ плотных смесей и способ пропитки, где основной слой из мерзлого грунта пропитывается сверху сухомерзлыми грунтами. Практически подбором состава можно добиться максимальной плотности.

1. Шуваев, А. Н. Анализ принципов проектирования земляного полотна автомобильных дорог в районах распространения вечномерзлых грунтов в Западной Сибири / А. Н. Шуваев, М. В. Панова, С. В. Картавый. – DOI 10.31660/0445-0108-2020-1-114-121. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2020. – № 1. – С. 114–121.

2. Шуваев, А. Н. Физико-математическое моделирование грунтовых насыпей из мерзлых грунтов / А. Н. Шуваев. – Текст : непосредственный // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2016. – № 5 (58). – С. 167–173.

3. Shuvaev, A. N. The Construction оf Roadbeds on Permafrost and in Swamps from Reinforced Soils of Increased Strength / A. N. Shuvaev, A. P. Smirnov, S. V. Kartavy. – DOI 10.28991/cej-2020-03091592. – Текст : непосредственный // Civil Engineering Journal. – 2020. – Vol. 6, Issue 10. – P. 1922–1931.

4. Shuvaev, A. N. Construction of the road bed of the motor road on the bogs with the use of geosynthetic materials and "substandard" soils / A. N. Shuvaev. – Текст : непосредственный // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 9, Issue 7. – P. 860–866.

5. Kulikov, A. V. Investigation of physical and mechanical properties of peat / A. V. Kulikov, V. V. Vorontsov, A. N. Shuvaev. – DOI: 10.14419/ijet.v7i3.12999. – Текст : непосредственный // International Journal of Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 7, Issue 3. – P. 1056–1058.

6. Шуваев, А. Н. Надежность и долговечность автомобильных дорог в сложных природных условиях / А. Н. Шуваев, М. В. Панова. – Текст : непосредственный // Актуальные вопросы проектирования автомобильных дорог : сборник научных трудов ОАО «ГИПРОДОРНИИ». – 2013. – Вып. 4 (63). – С. 14–19.

7. Шуваев, А. Н. Перспективные транспортные конструкции и технологии при обустройстве месторождений / А. Н. Шуваев. – Текст : непосредственный // Строительный вестник Тюменской области. – 2012. – № 3 (61). – С. 45.

8. Дересевич, Г. М. Механика зернистой среды / Г. М. Дересевич. – Текст : непосредственный // Проблемы механики : сборник статей / Под ред. Р. Мизеса, Т. Кармана ; пер. с англ., под ред. С. В. Валландера [и др.]. – Москва ; Ленинград : Изд-во иностранной литературы, 1961. – Вып. 3. – С. 91–158.

9. Кандауров, И. И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве / И. И. Кандауров. – 2-е изд., испр. и перераб. – Ленинград : Стройиздат : Ленингр. отд-ние, 1988. – 280 с. – Текст : непосредственный.

10. Harr, M. E. Mechanics of particulate media. A probabilistic approach / M. E. Harr. − McGraw-Hill Companies, 1977. − 543 p. − Текст : непосредственный.

11. Drap, G. Essai sur les affaissements de surface et les mouvements interieurs d’un milieu soumis au dehouillement / G. Drap. − Текст : непосредственный // La Revue de l’Industrie Minerale. − 1957. − № 2. − P. 167−171.

12. Радовский, Б. С. Вопросы расчета слоистых оснований с позиции механики зернистых сред / Б. С. Радовский. − Текст : непосредственный // Труды координац. совещ. по гидротехнике. − Ленинград : Энергия, 1972. − Вып. 77.

13. Семенов, В. А. Проектирование дорожных конструкций с учетом их однородности / В. А. Семенов. − Текст : непосредственный // Труды ТГУ. − 1976.

14. Тулаев, А. Я. К проблеме уплотнения зернистых материалов / А. Я. Тулаев, В. А. Семенов, Б. Г. Аксенов. − Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. − 1980. − № 1. − C. 81−86.

15. Konrad, J. M. A mechanistic theory of ice lens formation in fine-grained soils / J. M. Konrad, N. R. Morgestern. − DOI 10.1139/t80-056. − Текст : непосредственный // Canadian Geotechnical Journal. – 1980. – Vol. 17, Issue 4. – P. 473–486.

16. Konrad, J. M. Frost heave prediction of chilled pipelines buried in unfrozen soils / J. M. Konrad, N. R. Morgestern.  DOI: 10.1139/t84-008. − Текст : непосредственный // Canadian Geotechnical Journal. – 1984. – Vol. 21, Issue 4. – P. 100–115.

17. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред / Р. И. Нигматулин. – Москва : Наука, 1987. – Ч. I. – 464 с. – Текст : непосредственный.

18. Feda, J. Mechanics of particulate materials. The principle / J. Feda ; Translation from Czech ; Czechoslovak Academy of sciences, Institute of theoretical and applied mechanics (Prague). – Elsevier Scientific Publishing Company (Amsterdam, Oxford, New York), 1982. – 444 p. – Текст : непосредственный.

19. Шуваев, А. Н. Земляное полотно из мерзлых грунтов = Permafrost roadbed / А. Н. Шуваев. – Москва : Недра, 1997. – 154 с. – Текст : непосредственный.