Локальное плавление льда под нагрузкой в "высокотемпературных" мерзлых песках и супесях

• Автор: Лисин, Леонид Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Некоторые термодинамические особенности поведения льда в мерзлых грунтах
1.1 Строение мерзлых грунтов
1.2 Фазовый состав воды в мерзлых грунтах и методы его определения
1.3 Влияние внешней нагрузки на количество незамерзшей воды в грунте
1.4 Выводы по 1-й главе
Глава П Плавление льда в несвязных мерзлых грунтах, обусловленное локальными давлениями
2.1 Анализ изменения температуры фазового перехода с использованием уравнений Клапейрона-Клаузиуса и Гиббса-Дюгема
2.2 Использование принципа эквивалентной гомогенности для расчета эффективных упругих характеристик водонасыщенного несвязного грунта
2.3 Задача расчета области фазовых переходов в окрестности частицы
2.4 Выводы по П-й главе
Глава III. Возможность просачивания влаги к порам и на поверхность образца водонасыщенного несвязного грунта
3.1 Динамический баланс тепла
3.2 Движение жидкости в тонких и сверхтонких зазорах
3.3 Возможность уплотнения образца вследствие просачивания влаги

3.4 Выводы по Ш-й главе
Общие выводы по диссертации
Литература

Введение
При проектировании инженерных сооружений в районах распространения вечномерзлых и сезонно талых грунтов определяющее значение имеет исследование и прогноз деформирования грунтов в зависимости от напряженного состояния и температурного поля в основании сооружения. Величина расчетной деформации основания, согласно СНиП
2.02.04-88, является решающей для выбора принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания.
Широкое освоение районов распространения вечномерзлых грунтов значительно изменило существующие природные условия, нарушило установившееся равновесие между природными факторами, сложившиеся к началу освоения территории. При этом необратимые нарушения мерзлотных условий происходят не только на участках промышленного освоения, но и на территориях их окружающих. Поэтому изучение физико-механических и теплофизических свойств мерзлых грунтов естественного и нарушенного сложения является необходимым условием для успешного решения современных задач геомеханики.
Традиционной научной базой в определении деформационных свойств мерзлых грунтов являются феноменологические теории, основанные на реологических моделях либо в форме обыкновенных дифференциальных уравнений, либо в форме интегральных уравнений. Эти модели обычно диктуют выбор экспериментального метода, на основании которого решаются инженерные задачи строительства - оценивается устойчивость горных склонов, откосов, берегов, оснований инженерных сооружений и делается прогноз возможности или невозможности опасных процессов.
Такие экспериментальные методы испытания грунтов основываются на «принципе образца». Этот принцип состоит в том, что свойства связи между

Рис. 2.4. Основные процессы, определяющие деформирование пластично-мерзлого грунта
Здесь 1 - плавление льда; 2 - взаимное влияние частиц; 3 -просачивание воды между сообщающимися порами и на свободную поверхность; 4 - замерзание просачивающейся воды; 5 - минеральная частица; 6 - вода; 7 - лед; 8 - неоднородная среда с включениями из которой выделены три минеральные частицы со своими окрестностями.
Рассматривая структуру мерзлых грунтов на рис.2.2, 2.3 и схему на рис.2.4, можно заметить, что механическое поведение представленной системы в основном определяется контактным взаимодействием минеральных частиц через ледяную прослойку. Локальное давление, возникающее при этом, можно было бы с достаточной точностью вычислить по формулам Герца [78].
Напряжения, которые возникают при механическом взаимодействии минеральных частиц на площадках их соприкосновения и вблизи этих площадок имеют местный характер, то есть быстро убывают при достаточном удалении от места контакта.
Первое корректное решение такой задачи дано Герцем при следующих предположениях: а) материал соприкасающихся частиц в окрестности точки контакта однороден, изотропен и следует закону Гука; б) линейные размеры