ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

Рассматривается проблема тепловой реакции верхних льдистых горизонтов криолитозоны на техногенные воздействия линейных сооружений на примере железной дороги в экстремальных инженерно-геокриологических условиях на фоне современного потепления климата. Обоснованы актуальность, научная и практическая значимость исследуемой проблемы, кратко охарактеризованы особенности геокриологических условий участка работ. Рассмотрены методика и организация наблюдательной сети опытного полигона железнодорожного строительства. Представлены результаты инженерно-геокриологического мониторинга железнодорожной линии Томмот – Нижний Бестях на участке распространения пород ледового комплекса, где использовали инновационные проектирования. Количественно оценена динамика теплового состояния грунтов основания и тела земляного полотна железной дороги при широком применении вертикальных сезонно-охлаждающих устройств (СОУ) и теплоизоляционных материалов. Установлено поднятие верхней кровли многолетнемерзлых пород и охлаждения грунтов основания под высокими и низкими насыпями, увеличение мощности сезоннопротаивающего слоя и повышение среднегодовой температуры грунтов на просеках вдоль земляного полотна. Выявлено формирование многолетней чаши протаивания, угрожающее устойчивости земляного полотна при отсыпке нулевой насыпи с удалением сезонно-талого слоя в её основании. Отмечена деградация мерзлых пород ледового комплекса на откосах и днищах выемок. Оценена охлаждающая эффективность применения СОУ на бермах в сочетании теплоизоляционным материалом из пеноплекса на земляное полотно и верхнюю кровлю многолетнемерзлых пород. Конструкции консольных солнцезащитных навесов на откосах насыпи оказали должного охлаждающего эффекта на грунты основания земляного полотна. Экспериментальные данные являются информационной основой для прогноза термического режима грунтов основания земляного полотна и прилегающей территории в условиях изменяющегося климата.

1. Варламов С.П. Льдистость грунтов северного участка проектируемой железной дороги ТоммотКердем (ст. Олень – ст. Кердем) // Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменения: Материалы Международной конференции (Тюмень, 29-31 мая, 2006 г.). – Тюмень, 2006. – Т. 2. – С. 212-214.

2. Позин В.А. «Ледовый комплекс» Центральной Якутии как опытный полигон железнодорожного строительства в экстремальных инженерно-геокриологических условиях / В.А. Позин, А.А. Королев, М.С. Наумов // Инженерная геология. – 2009. – № 1. – С. 12-18.

3. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты (ВСН 84-89). – М.: Министерство транспортного строительства СССР, 1990. – 271 с.

4. Обеспечение надежности строящихся сооружений железнодорожной линии Томмот-Кердем на участке «ледового комплекса» // Материалы семинара-совещания (Якутск, 11-12 сент. 2007 г.). – Якутск, 2007. – 165 с.

5. Проектирование и строительство земляного полотна железной дороги Томмот-Кердем в сложных инженерно-геокриологических условиях. Итоги инженерных изысканий в 2005 г. // Материалы научнотехнического совета (Якутск, 7-8 дек. 2005 г.). – М., 2005. – 118 с.

6. Варламов С.П. Натурные исследования температурного режима грунтов основания насыпей на участке развития ледового комплекса // Современные проблемы теплофизики и теплоэнергетики в условиях Крайнего Севера: материалы Х научно-технической конференции памяти профессора Н.С. Иванова (7 декабря 2011 г., г. Якутск). – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2013. – С. 33-46.

7. Варламов С.П. Тепловое состояние грунтов выемок железной дороги Томмот – Нижний Бестях на участке развития ледового комплекса // Современные проблемы теплофизики и теплоэнергетики в условиях Крайнего Севера: материалы ХI науч.-тех. конф., посвящ. памяти д.т.н., проф. Н.С. Иванова (Якутск, 7 декабря 2013 г.) [электронное издание]. – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2016. – С. 90-98.

8. Варламов С.П. Трансформация мерзлотных компонентов экосистем под влиянием природно-технических систем / С.П. Варламов, П.Н. Скрябин // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 11 – С. 74-76.

9. Варламов С.П., Скрябин П.Н., Шендер Н.И. О тепловом состоянии оснований насыпей железной дороги Томмот – Кердем на участке распространения пород ледового комплекса // Проблемы инженерного мерзлотоведения: материалы IX Международного симпозиума, 3-7 сентября 2011 г., г. Мирный. – Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН, 2011. – С. 204-209.

10. Stepan Varlamov. Temperature study of railway embankments on ice-rich permafrost in Yakutia // Journal of Engineering of Heilongjiang University. Special Edition of the 10th International Symposium on Permafrost Engineering, 2014, vol. 5, No 3, pp. 90-99.