ВЛИЯНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-3-6-17

Полный текст:


Аннотация

Статья представляет собой обзор публикаций, в которых рассматривается влияние циклического замораживания-оттаивания на прочность и деформируемость мерзлых грунтов. Показано воздействие этого процесса на прочность, сжимаемость и проницаемость мерзлых грунтов. Приведены методика и некоторые результаты известных испытаний в условиях одноосного, компрессионного и трехосного сжатия образцов грунта.


Об авторах

Г. Г. Болдырев
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Россия

Профессор кафедры геотехники и дорожного строительства Пензенского государственного университета архитектуры и строительства; директор по научной работе и инновациям ООО «НПП “Геотек”»; доктор технических наук.

Пенза.



И. Х. Идрисов
ООО «НПП “Геотек”».
Россия

Генеральный директор ООО «НПП “Геотек”», кандидат технических наук.

г. Пенза.



Список литературы

1. Абжалимов Р.Ш. Лабораторные исследования морозного пучения // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1982. № 5. С. 20–22.

2. Абжалимов Р.Ш., Головко Н.Н. Лабораторные исследования зависимости морозного пучения грунта от давления в малогабаритной промышленной установке // Автомобильные дороги. 2008. № 11. С. 92–97.

3. Абжалимов Р.Ш., Головко Н.Н. Лабораторные исследования зависимости морозного пучения грунта от давления // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2009. № 1. С. 25–30.

4. Абжалимов Р.Ш., Любчич И.Н. К определению прочностных и деформационных характеристик сезонно промерзающих грунтов // Промышленное и гражданское строительство. 2005. № 9. С. 9–11.

5. Аксенов В.И. Исследование механических свойств мерзлых засоленных грунтов как оснований сооружений: автореф. дис. ... канд. тех. наук. М., 1980. 23 с.

6. Кальбергенов Р.Г., Леонов А.Р. Современные методы исследования механических свойств оттаивающих грунтов // Промышленное и гражданское строительство. 2003. № 10. С. 22–23.

7. Карлов В.Д. Новые методы оценки влияния промерзания и оттаивания на изменение механических свойств сезонно промерзающих грунтов оснований сооружений // Инженерно-геологические изыскания и исследования в криолитозоне: теория, методология, практика. СПб., 2000. С. 124–130.

8. Невзоров А.Л. Экспериментальное определение морозного пучения грунтов // Известия вузов. Лесной журнал. 1995. № 6. С. 61–65.

9. Невзоров А.Л., Коршунов А.А., Чуркин С.В. Методы оценки степени пучинистости грунтов с использованием современных приборов // Инженерные изыскания. 2013. № 5. С. 52–56.

10. Роман Л.Т. Механика мерзлых грунтов. М.: Наука // Интерпериодика, 2002. 426 с.

11. Тютюнов И.А., Аверочкина М.В., Титов В.П. Влияние промерзания и оттаивания на строение, состав и свойства связных грунтов // Материалы 2-й Международной конференции по мерзлотоведению. Якутск: Якутское книжное издательство, 1973. Вып. 4. С. 98–104.

12. Ушкалов В.П. Основные закономерности сжимаемости оттаивающих и оттаявших под давлением грунтов // Материалы 8-го Всесоюзного совещания по геокриологии. Якутск, 1966. С. 226–237.

13. Федосеев Ю.Г. Экспериментальные исследования осадки оттаивающих грунтов // Оттаивающие грунты как основания сооружений. М.: Наука, 1981. С. 60–68.

14. Царапов М.Н. Закономерности формирования прочностных характеристик оттаивающих грунтов при сдвиге: автореф. дис. … канд. тех. наук. М.: 2007. 146 c.

15. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 446 с.

16. Цытович Н.А., Сумгин М.И. Основы механики мерзлых грунтов. М.: Изд-во АН СССР, 1937. 432 c.

17. Alkire B.D., Morrison J.M. Changes in soil structure due to freeze-thaw and repeated loading // Transportation Research Record. 1982. V. 918. P. 15–22.

18. Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. New York: Chapman and Hall, 1994. 352 p.

19. Andersland O.B., Ladanyi B. Frozen ground engineering. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2004. 384 p.

20. Aoyama K., Ogawa S., Fukuda M. Temperature dependencies of mechanical properties of soil subjected to freezing and thawing // Proceedings of the 4-th International symposium on ground freezing. Sapporo, Japan, 1985. P. 217–222.

21. Boynton S.S., Daniel D.E. Hydraulic conductivity tests on compacted clay // ASCE Journal of Geotechnical Engineering. 1985. V. 111 (4). P. 465–478.

22. Chamberlain E. Overconsolidation effects of ground freezing // Engineering Geology. 1981. V. 18. P. 97–110.

23. Chamberlain E. Physical changes in clays due to frost action and their effect on engineering structures // Proceedings of the International symposium on frost in geotechnical engineering. Espoo, Finland: Technical Research Center of Finland, 1989. V. 2. P. 863–893.

24. Chamberlain E., Gow A. Effect of freezing and thawing on the permeability and structure of soils // Engineering Geology. 1979. V. 13. P. 73–92.

25. Chamberlain E., Iskander I., Hunsiker S. Effect of freeze-thaw on the permeability and macrostructure of soils // Proceedings of the International symposium on frozen soil impacts on agriculture, range, and forest lands. Hanover, New Hampshire, USA: Cold Regions Research and Engineering Laboratory, 1990. Special report 90-1. P. 145–155.

26. Chen R., Li D.Z., Hao D.X., Wei K.L. Influence of freezing-thawing on shear strength of frozen soil in Northeast China // Applied Mechanics and Materials. 2016. V. 835. P. 525–530.

27. Eigenbrod K. Effects of cyclic freezing and thawing on volume changes and permeabilities of soft fine-grained soils // Canadian Geotechnical Journal. 1996. V. 33 (4). P. 529–537.

28. Graham J., Au V.C.S. Effects of freeze-thaw and softening on a natural clay at low stresses // Canadian Geotechnical Journal. 1985. V. 22 (1). P. 69–78.

29. Jessberger H.L. A state-of-the-art report. Ground freezing: mechanical properties, processes and design // Engineering Geology. 1981. V. 18. P. 5–30.

30. Kay B.D., Perfect E. State of the art: heat and mass transfer in freezing soils // Ground Freezing 88. Rotterdam: A.A. Balkema, 1988. V. 1. P. 3–21.

31. Kim W-H., Daniel D.E. Effects of freezing on hydraulic conductivity of compacted clay // ASCE Journal of Geotechnical Engineering. 1992. V. 118 (7). P. 1083–1097.

32. Konrad J.-M. Effect of freeze-thaw cycles on the freezing characteristics of a clayey silt at various overconsolidation ratios // Canadian Geotechnical Journal. 1989. V. 26. P. 217–226.

33. Konrad J.-M. Influence of overconsolidation on the freezing characteristics of a clayey silt // Canadian Geotechnical Journal. 1989. V. 26. P. 9–21.

34. Konrad J.-M. Physical process during freeze-thaw cycles in clayey silts // Cold Regions Science and Technology. 1989. V. 16. P. 291–303.

35. Konrad J.-M. Sixteenth canadian geotechnical colloquium. Frost heave in soils: concepts and engineering // Canadian Geotechnical Journal. 1994. V. 31. P. 223–245.

36. Konrad J.-M., Morgenstern N.R. Mechanistic theory of ice lens formation in fine-grained soils // Canadian Geotechnical Journal. 1980. V. 17 (4). P. 473–486.

37. Konrad J.-M., Samson M. Hydraulic conductivity of kaolinite-silt mixtures subjected to closed-system freezing and thaw consolidation // Canadian Geotechnical Journal. 2000. V. 37. P. 857–869.

38. Ladanyi B. Mechanical behavior of frozen soils // Proceedings of International symposium on mechanical behaviour of structured media. Amsterdam, the Netherlands: Elsevier, 1981. Part B. P. 205–245.

39. Lee W., Bohra N.C., Altschaeffl A.G., White T.D. Resilient modulus of cohesive soils and the effect of freeze-thaw // Canadian Geotechnical Journal. 1985. V. 32 (4). P. 559–568.

40. Leroueil S., Tardif J., Roy M., Konrad J-M. Effects of frost on the mechanical behavior of Champlain sea clays // Canadian Geotechnical Journal. 1991. V. 28 (5). P. 690–697.

41. Li G., Ma W., Zhao S., Mao Y., Mu Y. Effect of freeze-thaw cycles on mechanical behavior of compacted fine-grained soil // Proceedings of the 15-th International specialty conference “Cold regions engineering”, Quebec City, Quebec, 19–22 August 2012. New York, USA: American Society of Civil Engineers, 2012. P. 72–81.

42. Liu J., Peng L. Experimental study on the unconfined compression of a thawing soil // Cold Regions Science and Technology. 2009. V. 58. P. 92–96.

43. Loch J.P.G. State-of-the-art report: frost action in soils // Engineering Geology. 1981. V. 18 (1–4). P. 213–224.

44. Nixon J.F., Ladanyi B. Thaw consolidation // Geotechnical Engineering for Cold Regions. New York, USA: McGraw-Hill, 1978. P. 164–215.

45. Ogata N., Kataoka T., Komiya A. Effect of freezing-thawing on the mechanical properties of soil // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 85”, Sapporo, Japan, 5–7 August 1985. Rotterdam: A.A. Balkema, 1985. V. 1. P. 201–207.

46. Ono T., Mitachi T. Computer controlled triaxial freeze-thaw-shear apparatus // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 97”, Lulea, Sweden, 15–17 April 1997. Rotterdam: A.A. Balkema, 1997. P. 335–339.

47. Othman M.A., Benson C.H. Effect of freeze-thaw on the hydraulic conductivity and morphology of compacted clay // Canadian Geotechnical Journal. 1993. V. 30 (2). P. 236–246.

48. Qi J., Ma W., Song C. Influence of freeze-thaw on engineering properties of silty soil // Cold Regions Science and Technology. 2007. V. 53. P. 397–404.

49. Qi J., Vermeer P.A., Cheng G. A review of the influence of freeze-thaw cycles on soil geotechnical properties // Permafrost and Periglacial Processes. 2006. V. 17. P. 245–252.

50. Sadovsky A.V., Maksimyak R.V., Razbegin V.N. State of the art: mechanical properties of frozen soil // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 88”, Nottingham, UK, 26–27 July 1988. Rotterdam: A.A. Balkema, 1988. V. 2. P. 443–463.

51. Sayles F.H. State of the art: mechanical properties of frozen soil // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 88”, Nottingham, UK, 26–27 July 1988. Rotterdam: A.A. Balkema, 1988. V. 1. P. 143–165.

52. Simonsen E., Janoo V.C., Isacsson U. Resilient properties of unbound road materials during seasonal frost conditions // Journal of Cold Regions Engineering. 2002. V. 16 (1). P. 28–50.

53. Slunga E. General report on frost action in soil // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 88”, Nottingham, UK, 26–27 July 1988. Rotterdam: A.A. Balkema, 1988. V. 2. P. 415–417.

54. Su Q., Tang D., Liu S. Test on physic-mechanical properties of Qinghai-Tibet slope clay under freezing-thawing cycles // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2008. V. 27 (sup. 1). P. 2990–2994.

55. Viklander P. Permeability and volume changes in till due to cyclic freeze-thaw // Canadian Geotechnical Journal. 1998. V. 35 (3). P. 471–477.

56. Viklander P., Eigenbrod D. Stone movements and permeability changes in till caused by freezing and thawing // Cold Regions Science and Technology. 2000. V. 31 (2). P. 151–162.

57. Wang J-C.H., Xu X-Z., Wang Y-J. Thermal sieve effect and convectional migration of particles during unidirectional freezing // Glaciology and Geocryology. 1995. V. 18 (3). P. 252–255 (Chin.).

58. Wang X., Yang P., Wang H., Dai H. Experimental study on effects of freezing and thawing on mechanical properties of clay // Chinese Journal of Geotechnical Engineering. 2009. V. 31. P. 1768–1772.

59. Yang C., He P., Cheng G., Zhu Y., Zhao S. Testing study on influence of freezing and thawing on dry density and water content of soil // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2003. V. 22 (sup. 2). P. 2695–2699.

60. Yang Y., Lai Y., Li S., Dong Y. Experimental study of deformation failure and energy properties of frozen silt under triaxial compression // Rock and Soil Mechanics. 2010. V. 31 (11). P. 3505–3510.

61. Yao X., Qi J., Yu F., Ma L. A versatile triaxial apparatus for frozen soils // Cold Regions Science and Technology. 2013. V. 92. P. 48–54.

62. Yong R.N., Boonsinsuk P., Yin C.W.P. Alteration of soil behavior after cyclic freezing and thawing // Proceedings of the International symposium “Ground Freezing 85”, Sapporo, Japan, 5–7 August 1985. Rotterdam: A.A. Balkema, 1985. V. 1. P. 187–195.

63. Zimmie T.F., LaPlante C. The effect of freeze-thaw cycles on the permeability of a fine-grained soil // Proceedings of the 22-d Mid-Atlantic industrial waste conference. Philadelphia, Pennsylvania, USA: Drexel University, 1990. P. 580–593.

64. Zou Y., Boley C. Compressibility of fine-grained soils subjected to closed-system freezing and thaw consolidation // Mining Science and Technology. 2009. V. 19. P. 631–635.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х. ВЛИЯНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. Инженерная геология. 2017;(3):6-17. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-3-6-17

For citation: Boldyrev G.G., Idrisov I.H. INFLUENCE OF CYCLIC FREEZING-THAWING ON THE STRENGTH AND DEFORMABILITY OF FROZEN SOILS: A STATE-OF-THE-ART REVIEW. Engineering Geology World. 2017;(3):6-17. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-3-6-17

Просмотров: 282

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)