Исследование взаимодействий ММП (многолетнемерзлых пород) с сооружениями инфраструктуры на трассе магистрального газопровода Ямал-центр в Большеземельской тундре
Введение 3
Глава 1. Геолого-геоморфологический очерк 5
1.1 Физико-географическая характеристика района 5
1.2 Геологическое строение территории 8
1.2.1 Стратиграфия 8
1.2.2 Тектоника 14
1.3. Гидрогеологическая характеристика района 17
1.4. Геокриологические условия района исследования 18
Глава 2. Инженерно-геокриологические условия участка строительства 24
2.1 Характеристика участка изысканий 24
2.2 Геолого-литологическое строение и структуризация разреза 24
2.3 Геокриологические условия участка 29
2.4. Криогенные процессы 30
Глава 3. Прогнозные инженерно-геологический расчеты 31
3.1. Теплофизические характеристики 31
3.2 Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания по СП 25.13330.2012 35
3.3 Расчет глубин сезонного протаивания в естественных условиях по методике В. А. Кудрявцева 38
3.4 Прогноз изменения кровли ММП под дорожной насыпью 43
3.5 Устойчивость сваи мостового перехода через речку на правом берегу реки 47
3.6 Оценка вероятности термокарста 51
3.6.1. Расчёт глубины протаивания грунтов при увеличении мощности снежного покрова под дренажными канавами 51
3.6.2. Расчёт глубины протаивания грунтов под дном мелкого водоёма 51
3.7 Глубина протаивания под домом для дорожных рабочих 57
Заключение 61
Список литературы 62
Приложения отсутствуют
Изыскиваемая территория расположена в республике Коми, в северо-восточной части Большеземельской тундры, в 50 км южнее г. Воркуты (рис. 1). Данная территория характеризуется сложными инженерно-геологическими условиями, в связи с приуроченностью к зоне распространения многолетнемёрзлых пород (ММП).
В качестве исходных данных для выполнения расчётов были использованы материалы, предоставленные ПАО «Ленгипротранс».
Рис. 1. Схема расположения района работ (https://yandex.ru/maps).
Актуальность работы. Составление прогноза на основании изучения взаимодействия ряда сооружений инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами (ММП) и особая актуальность состоит в том, что вся инфраструктура приурочена к магистральному газопроводу.
Объект исследования. Отложения Казанцевской террасы верхнего неоплейстоцена Qj j j северо-восточной части Большеземельской тундры.
Целью данной дипломной работы является изучение инженерно-геокриологических условий территории и прогноз их изменения.
Для этого были поставлены следующие задачи:
1) Сбор и анализ литературных данных;
2) Построение инженерно-геологического разреза в графической среде AutoCAD 2013;
3) Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания согласно СП 25.13330.2012;
4) Расчет глубины сезонного протаивания грунтов в естественных условиях по методике В.А. Кудрявцева;
5) Прогноз изменения кровли ММП под дорожной насыпью по методике Л.Н. Хрусталева;
6) Расчет устойчивости сваи мостового перехода через речку;
7) Оценка вероятности развития термокарста под дренажными канавами и под дном мелких водоёмов;
8) Расчет глубины протаивания грунтов под зданием - тепловыделителем.
Таким образом, в ходе подготовки магистерской диссертации были изучены геолого-географические условия района и составлен структурированный инженерно-геокриологический разрез участка будущего строительства.
На базе полученных данных были сделаны прогнозные расчеты взаимодействия ММП с инженерными сооружениями.
Результаты прогнозных расчетов на изученной территории сводятся к следующему:
1) Глубина сезонного протаивания на изученном участке, рассчитанная по двум методикам колеблется в зависимости от свойств грунта от 0,05 м до 0,35 м.
2) В пределах инженерно-геологического разреза выделено 13 ИГЭ. Построен инженерно-геологический разрез, на котором по генезису, литологическому типу и физико-механическим свойствам выделено 13 инженерно-геологических элементов (ИГЭ);
3) Определено новое положение кровли многолетнемерзлых пород (ММП). При возведении насыпи, мощностью 2 м, кровля ММП под насыпью поднимается от 0,7 м до 1,6 м. Таким образом, в насыпи не образуется мерзлое ядро.
4) Несущая способность сваи мостового перехода составила 131 т;
5) В результате увеличения мощности снежного покрова возможно развитие термокарста под дренажными канавами;
6) По результатам расчета выяснилось, что на дне водоема сохраняется положительная температура, следовательно, возможно дальнейшее развитие термокарста. Сезонное протаивание для ИГЭ-1 (торф) при глубине водоема 0,8 м составило 0,07 м, а при глубине водоема 0,4 м - 0,05 м;
7) Глубина чаши оттаивания под жилым помещением составит 10,15 м и осадка при оттаивании 1,32 м превышает допустимые нормы. Поэтому рекомендуется использовать фундамент с сохранением многолетнемерзлого состояния, а это осуществляется либо путем проветривания подполья, либо использованием свайного фундамента.
