Top.Mail.Ru
искать
Механика грунтов

Динамические свойства мерзлых грунтов. Часть 1. Испытания в резонансной колонке

Авторы
Мирный Анатолий ЮрьевичДоцент Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, к.т.н., генеральный директор ООО «Независимая геотехника»
Идрисов Илья Хамитовичгенеральный директор ООО НПП« Геотек»
Мосина Анна СергеевнаНаучный сотрудник Лаборатории Изучения состава и свойств грунтов ИГЭ РАН, заместитель генерального директора ООО «Независимая геотехника», к. г.-м. н.

Аннотация: Результаты испытаний мерзлых грунтов в динамическом режиме тяжело найти в трудах российских ученых. При этом их механическое поведение при динамическом воздействии может оказывать влияние на функционирование зданий и сооружений и имеет свои особенности. Малый опыт испытаний, отсутствие должного оборудования и методик делает невозможным качественное получение показателей динамических свойств мерзлых грунтов отечественными исследователями. Для развития данной темы подготовлен цикл статей, в первой из которых рассмотрены динамические свойства мерзлых грунтов, определенные при испытаниях в резонансной колонке, приведен литературный обзор исследований этого вопроса иностранными учеными начиная с 1960–1880-х годов и до нашего времени, сделаны их анализ и обобщение. В статье показано влияние на начальный модуль сдвига и коэффициент поглощения: температуры грунта, его влажности, состава, плотности и амплитуды деформаций. Проведено сравнение показателей динамических свойств мерзлых грунтов с немерзлыми, в частности основной упор сделан на влияние температуры мерзлого грунта на его динамические свойства. Показано, что при низких отрицательных температурах от минус 10 °С до минус 3 °С начальный модуль сдвига в среднем находится в диапазоне от 3000 до 900 МПа, при температурах выше минус 2 °С его значение снижается до 500–90 МПа. Коэффициент поглощения мерзлых грунтов в целом варьирует в широком диапазоне: при температуре грунта минус 5 °С и выше его значение изменяется от 0,08 до 0,12, при температуре минус 10 °С и ниже оно варьирует в пределах 0,05–0,07.

 

Ключевые слова: многолетнемерзлые грунты; динамические свойства грунтов; резонансная колонка; динамические испытания; коэффициент поглощения; лабораторные испытания; криолитозона.

DOI: https://doi.org/10.58339/2949-0677-2024-6-1/2-28-35

УДК: Нет информации

 

Ссылка для цитирования: Мирный А.Ю., Идрисов И.Х., Мосина А.С. Динамические свойства мерзлых грунтов. Часть 1. Испытания в резонансной колонке // Геоинфо. 2024. Т. 6. № 1/2. С. 28–35 DOI:10.58339/2949-0677-2024-6-1/2-28-35

 

Финансирование: Нет информации

 

БИБЛИОГРАФИЯ:

  1. Yu X., Sun R., Yuan X., Chen Zh., Zhang J. Resonant column test on the frozen silt soil modulus and damping at different temperatures // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2017. Vol. 6. № 4. P. 762–769. DOI:10.3311/PPci.10349.
  2. Wang Sh., Niu F., Zhao L., Li Sh. The thermal stability of roadbed in permafrost regions along Qinghai-Tibet Highway // Cold Regions Science and Technology. 2003. Vol. 37. № 1. P. 25–34. DOI:10.1016/S0165-232X(03)00011-9.
  3. Yu W., Lai Y., Zhang X., Zhang Sh. Laboratory investigation on cooling effect of coarse rock layer and fine rock layer in permafrost regions // Cold Regions Science and Technology. 2004. Vol. 38. № 1. P. 31–42. DOI:10.1016/S0165-232X(03)00061-2.
  4. Zhao S.P., Zhu Y.L., He P., Wang D.Y. Testing study on dynamic mechanics parameters of frozen soil // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2003. Vol. 22. № 2. P. 2677–2681.
  5. Ling X., Li Q., Wang L., Zhang F., An L., Xu P. Stiffness and damping ratio evolution of frozen clays under long-term low-level repeated cyclic loading: experimental evidence and evolution model // Cold Regions Science and Technology. 2013. № 86. P. 45–54.
  6. Boldyrev G.G., Idrisov I.Kh. Metody opredeleniya dinamicheskih svoystv gruntov [Methods for determining the dynamic properties of soils]. M.: OOO “NPP “Geotek”, OOO “Prondo”, 2018. 488 s. (in Rus.)
  7. Turcott-Rios E.Е. Resonant column-testing of frozen soils // DDC. 1980. Vol. 8. № 4. P. 135.
  8. Wilson Ch.R. (Ted S. Vinson). Dynamic properties of naturally frozen Farbanks silt. 1982. P. 317.
  9. Al-Hunaidi M., Chen P.A., Rainer J.H., Tremblay M. Shear moduli and damping in frozen and unfrozen clay by resonant column tests // Canadian Geotechnical Journal. 1996. Vol. 33. № 3. P. 510–514. DOI:10.1139/T96-073.
  10. Yu X., Liu H., Sun R., Yuan X.. Improved Hardin-Drnevich model for the dynamic modulus and damping ratio of frozen soil // Cold Regions Science and Technology. 2018. Vol. 153.№ 1. DOI:10.1016/J.COLDREGIONS.2018.05.004.
  11. Kim J.-H., Kwon Y.-M., Park K., Kim Y.S., Kim D.-S. Dynamic soil properties of frozen and unfrozen soils from Terra Nova Bay in Eastern Antarctica // Journal of the Korean geotechnical society. 2017. Vol. 33. № 3. P. 37–47. URL: https://doi.org/10.7843/kgs.2017.33.3.37.

 

Статья в РИНЦ: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=71171267