RU2753329C2 - Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding - Google Patents
Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753329C2 RU2753329C2 RU2020105507A RU2020105507A RU2753329C2 RU 2753329 C2 RU2753329 C2 RU 2753329C2 RU 2020105507 A RU2020105507 A RU 2020105507A RU 2020105507 A RU2020105507 A RU 2020105507A RU 2753329 C2 RU2753329 C2 RU 2753329C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- embankment
- reservoir
- flooding
- technogenic
- protection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
- E01C3/06—Methods or arrangements for protecting foundations from destructive influences of moisture, frost or vibration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
При строительстве в северных регионах неглубокие, протяженные в одном направлении, либо в плане, водоемы достаточно часто возникают на равнинных участках местности вблизи насыпных сооружений [1-4] и существуют длительное время, оказывая неконтролируемое негативное воздействие на грунты мерзлого основания. Причиной обводнения могут быть недостатки проектирования и строительства водосборных и водопропускных сооружений объекта строительства.During construction in the northern regions, shallow, extended in one direction, or in plan, reservoirs quite often arise on flat areas near embankments [1-4] and exist for a long time, exerting an uncontrolled negative impact on the soils of the frozen base. The reason for the watering may be the design and construction flaws of the catchment and culverts of the construction site.
Основным техническим мероприятием по устранению негативного влияния обводнения в настоящее время являются специальные водоотводные решения и ремонтно-восстановительные работы уже существующих водоотводных и водопропускных сооружений, а также строительство новых. При этом эффективность этих работ оказывается низкой и требует выполнения дополнительных работ по укреплению основания дорожного полотна [5-7]. В итоге, этот способ устранения негативного влияния обводнения оказывается малоэффективным и весьма трудозатратным.The main technical measures to eliminate the negative impact of flooding are currently special drainage solutions and repair and restoration work of existing drainage and culverts, as well as the construction of new ones. At the same time, the effectiveness of these works turns out to be low and requires additional work to strengthen the base of the roadway [5-7]. As a result, this method of eliminating the negative effect of flooding turns out to be ineffective and very labor-intensive.
В работе [8] показано, что изменение температуры многолетнемерзлых грунтов (на глубине нулевых амплитуд) под неглубокими водоемами (глубиной до 1 метра) существенно зависит от условий перемешивания слоя воды в летнее время года. Этот результат поясняет Фиг. 1, на котором приведены результаты расчета этой температуры tm в зависимости от глубины водоема h. В отсутствии техногенного водоема (при h=0 м) естественная температура грунта tm=-2°С. При полном перемешивании (за счет ветрового воздействия и естественно-конвективного движения) температура грунта монотонно растет с увеличением глубины водоема (кривая 1). Если же в летнее время возникают условия, препятствующие перемешиванию водного слоя, то существует диапазон глубин водоема, при которых слой воды оказывает охлаждающее влияние на подстилающие грунты (кривая 2). Можно, однако, видеть, что и в диапазоне глубин, при которых происходит разогрев грунта в отсутствии перемешивания (h>0,5 м), температура грунта остается существенно ниже, чем в случае перемешивания воды летом. Условия, препятствующие перемешиванию воды, могут возникать по естественным причинам - например, при зарастании водоема болотной растительностью или его заиливании путем обогащения органо-минеральным веществом, привносимым ветровым путем или сплывами со склонов. Этим объясняются известные факты затухания процесса термокарста при зарастании термокарстовых озер на начальной стадии развития этого процесса (что соответствует снижению теплопотока в льдистое основание), или охлаждающего влияния заболоченных участков (включающих значительную долю органо-минеральной компоненты) на температурный режим подстилающих грунтов [9-11].It is shown in [8] that the change in the temperature of permafrost soils (at a depth of zero amplitudes) under shallow water bodies (up to 1 meter deep) significantly depends on the mixing conditions of the water layer in the summer season. This result is illustrated in FIG. 1, which shows the results of calculating this temperature t m depending on the depth of the reservoir h. In the absence of a technogenic reservoir (at h = 0 m), the natural soil temperature is t m = -2 ° C. With complete mixing (due to wind action and natural convective motion), the soil temperature increases monotonically with increasing depth of the reservoir (curve 1). If, in summer, conditions arise that prevent mixing of the water layer, then there is a range of reservoir depths at which the water layer has a cooling effect on the underlying soils (curve 2). However, it can be seen that in the range of depths at which the soil warms up in the absence of mixing (h> 0.5 m), the soil temperature remains significantly lower than in the case of water mixing in summer. Conditions that impede the mixing of water can arise for natural reasons - for example, when a reservoir is overgrown with marsh vegetation or silted up by enrichment with organo-mineral matter brought in by the wind or floods from the slopes. This explains the well-known facts of attenuation of the thermokarst process during overgrowth of thermokarst lakes at the initial stage of the development of this process (which corresponds to a decrease in heat flow into the icy base), or the cooling effect of swampy areas (including a significant proportion of the organo-mineral component) on the temperature regime of the underlying soils [9-11 ].
Предлагается способ снижения трудозатрат и повышения эффективности защиты мерзлого основания насыпи.A method is proposed for reducing labor costs and increasing the efficiency of protecting the frozen base of the embankment.
Предотвратить перемешивание неглубокого водоема в летнее время года возможно чисто техническими средствами. Это возможно выполнить в ограниченной области водоема, прилегающей к откосам насыпи применением одним из следующих мероприятий: а) искусственным засевом болотными травами (в отличие от засева откосов полевыми видами для их укрепления); б) подсыпкой органо-минерального материала в необходимом количестве (например, заторфованным грунтом или торфом); в) размещением в этой зоне специальных легких сетчатых (или ячеистых) конструкций (например, в виде матов из тонких пластмассовых нитей или натуральных волокон). При необходимости маты могут быть закреплены ко дну водоема анкерными штырями. Возможно применение различных сочетаний мероприятий (вариантов способа), указанных в пунктах а)-в).It is possible to prevent mixing of a shallow reservoir in the summer season by purely technical means. This can be done in a limited area of the reservoir adjacent to the embankment slopes by using one of the following measures: a) artificial sowing with marsh grasses (as opposed to sowing slopes with field species to strengthen them); b) adding organic-mineral material in the required amount (for example, peat soil or peat); c) placing in this zone special lightweight mesh (or cellular) structures (for example, in the form of mats made of thin plastic threads or natural fibers). If necessary, the mats can be fixed to the bottom of the reservoir with anchor pins. It is possible to use various combinations of measures (method options) specified in paragraphs a) -c).
Основными требованиями к заполняющему водоем каркасу являются: достаточно высокая влагоемкость (обеспечивающая необходимые затраты тепла на оттаивание в летнее время) и образование в воде жесткой или вязкой структуры, препятствующей перемешиванию воды под действием ветра и естественной конвекции. Ширина прилегающей к откосам области водоема В, которая подлежит применению необходимых мероприятий, должна определяться расчетом, а технически ограничение может быть выполнено отсыпкой валика из глинистого материала по внешней границе этой области в зимнее время года (после промерзания водоема). Предварительные расчеты показывают, что ширина В для водоема глубиной до 0,5 м не превышает 5-7 метров.The main requirements for the frame filling the reservoir are: a sufficiently high moisture capacity (providing the necessary heat consumption for thawing in summer) and the formation of a rigid or viscous structure in the water, which prevents the mixing of water under the influence of wind and natural convection. The width of the area of the reservoir B adjacent to the slopes, which is subject to the necessary measures, should be determined by calculation, and technically the limitation can be performed by pouring a roller of clay material along the outer border of this area in the winter season (after the freezing of the reservoir). Preliminary calculations show that the width B for a reservoir up to 0.5 m deep does not exceed 5-7 meters.
Засев ограниченной области водоема болотными травами производят по любой известной технологии.Sowing of a limited area of the reservoir with marsh grasses is carried out using any known technology.
Способ защиты мерзлого основания насыпи дорожного полотна торфяной подсыпкой поясняет Фиг. 2. Первый этап защиты основания насыпи 1 и ее откоса 2 заключается в отсыпке валика из глинистого материала 3 по льду промерзшего водоема 4, отсекающего прилегающую к насыпи часть водоема заданной ширины В (определяемую расчетом), после чего осуществляют отсыпку торфа 5 по поверхности льда в пределах прилегающей к насыпи области на ширину В. По мере оттаивания льда в теплое время года глинистый валик и торфяной слой ложатся на дно водоема 6. Торфяной слой 5 препятствует перемешиванию водного слоя в летнее время года, что приводит к значительному повышению положения подошвы слоя сезонного протаивания 7 вблизи откосов насыпи 2 и в ее основании, а также к понижению температуры мерзлого основания в сравнении с условиями, существовавшими до возникновения техногенного водоема.The method of protecting the frozen base of the road bed embankment with peat bedding is illustrated in FIG. 2. The first stage of protecting the base of the
Использование искусственных матов поясняется Фиг. 3. Первый этап защиты основания насыпи 1 и ее откоса 2 заключается в отсыпке валика из глинистого материала 3 по льду промерзшего водоема 4, отсекающего прилегающую к насыпи часть водоема заданной ширины В (определяемую расчетом). Укладку матов 5 в пределах выделенной полосы шириной В осуществляют в летнее время послойно до необходимой высоты (минимально превышающей уровень поверхности водоема) с помощью малых плавсредств, либо перемещением по дну пешим способом в болотных сапогах. По мере оттаивания льда в теплое время года глинистый валик ложится на дно водоема 6. Слой матов 5 препятствует перемешиванию водного слоя в летнее время года, что приводит к значительному повышению подошвы слоя сезонного протаивания 7 вблизи откосов насыпи 2 и в ее основании, а также к понижению температуры мерзлого основания в сравнении с условиями, существовавшими до возникновения техногенного водоема.The use of artificial mats is illustrated in FIG. 3. The first stage of protection of the base of the
В результате использования способа повышается надежность конструкции насыпи при сокращении низкоэффективных и трудоемких операций по реконструкции и ремонту существующих водосборных и водопропускных сооружений.As a result of using the method, the reliability of the embankment structure is increased while reducing inefficient and labor-intensive operations for the reconstruction and repair of existing drainage and culverts.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Гребенец В.И., Исаков В.А. Деформации автомобильных и железных дорог на участке Норильск - Талнах и методы борьбы с ними // Криосфера Земли, т. XX, №2, 2016, с. 69-77.1. Grebenets V.I., Isakov V.A. Deformations of highways and railways on the Norilsk - Talnakh section and methods of dealing with them // Cryosphere of the Earth, vol. XX, no. 2, 2016, p. 69-77.
2. Дыдышко П.И. Деформации земляного полотна железнодорожного пути и их устранение в условиях вечной мерзлоты // Криосфера Земли, т. XXI, №4, 2017, с. 43-57.2. Dydyshko P.I. Deformations of the roadbed of the railway track and their elimination in permafrost conditions // Cryosphere of the Earth, vol. XXI, no. 4, 2017, p. 43-57.
3. Воронцов В.В., Краев А.Н., Игошин М.Е. Стабилизация критических деформаций земляного полотна автомобильной дороги в криолитозоне // Вестник СибАДИ, вып. 6 (40), 2014, с. 67-72.3. Vorontsov V.V., Kraev A.N., Igoshin M.E. Stabilization of critical deformations of the road bed of a highway in the permafrost zone // Bulletin of SibADI, vol. 6 (40), 2014, p. 67-72.
4. Кондратьев С.В. Деформации Забайкальской части федеральной автомобильной дороги "Амур" Чита-Хабаровск на участках льдистых многолетнемерзлых грунтов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.г.-м.н., Иркутск, 2016, 22 с.4. Kondratyev S.V. Deformations of the Trans-Baikal part of the federal highway "Cupid" Chita-Khabarovsk in areas of icy permafrost soils // Author's abstract of the dissertation on competition of a scientific degree by candidate of geological sciences, Irkutsk, 2016, 22 p.
5. Литовко А.В. Геокриологические условия пород "ледового комплекса" и их воздействие на ж/д АЯМ "Беркакит-Томмот-Якутск" // Материалы международной научно-практической конференции по инженерному мерзлотоведению. ООО НПО "Фундаментстройаркос", Тюмень, 2011, с. 386-390.5. Litovko A.V. Geocryological conditions of the rocks of the "ice complex" and their impact on the railway AYM "Berkakit-Tommot-Yakutsk" // Materials of the international scientific-practical conference on engineering permafrost. OOO NPO "Fundamentstroyarkos", Tyumen, 2011, p. 386-390.
6. Дыдышко П.И. Деформации земляного полотна железнодорожного пути и их устранение в условия вечной мерзлоы // Криосфера Земли, т. XXI, №4, 2017, с. 43-57;6. Dydyshko P.I. Deformations of the roadbed of the railway track and their elimination in the conditions of permafrost // Cryosphere of the Earth, vol. XXI, no. 4, 2017, p. 43-57;
7. Андриянов А.И. Железная дорога на "вечной" мерзлоте. // Материалы международной научно-практической конференции по инженерному мерзлотоведению. ООО НПО "Фундаментстройаркос", Тюмень, 2011, с. 77-79.7. Andriyanov A.I. Railroad on "permafrost". // Materials of the international scientific-practical conference on engineering permafrost. OOO NPO "Fundamentstroyarkos", Tyumen, 2011, p. 77-79.
8. Горелик Я.Б., Земеров И.В. Влияние поверхностного обводнения на температурный режим мерзлых грунтов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Т. 6, №1 (в печати).8. Gorelik Ya.B., Zemerov I.V. Influence of surface watering on the temperature regime of frozen soils // Bulletin of the Tyumen State University. Physical and mathematical modeling. Oil, gas, energy. 2020.Vol. 6, No. 1 (in press).
9. Шур Ю.Л. Верхний горизонт толщи мерзлых пород и термокарст, Новосибирск, Наука, 1988, 213 с.9. Shur Yu.L. The upper horizon of the stratum of frozen rocks and thermokarst, Novosibirsk, Nauka, 1988, 213 p.
10. Фельдман Г.М. Термокарст и вечная мерзлота, Новосибирск, Наука, 1984, 262 с;10. Feldman G.M. Thermokarst and permafrost, Novosibirsk, Nauka, 1984, 262 p;
11. Павлов А.В. Мониторинг криолитзоны, Новосибирск, ГЕО, 2008, 230 с;11. Pavlov A.V. Cryolithic zone monitoring, Novosibirsk, GEO, 2008, 230 p;
12. Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. М., МГУ, 1967, 403 с.12. Dostovalov B.N., Kudryavtsev V.A. General permafrost. M., Moscow State University, 1967, 403 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105507A RU2753329C2 (en) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105507A RU2753329C2 (en) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020105507A3 RU2020105507A3 (en) | 2021-08-05 |
RU2020105507A RU2020105507A (en) | 2021-08-05 |
RU2753329C2 true RU2753329C2 (en) | 2021-08-13 |
Family
ID=77195993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020105507A RU2753329C2 (en) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753329C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2029813C1 (en) * | 1992-04-30 | 1995-02-27 | Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта | Ground structure on permafrost foundation |
WO1996011302A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-18 | Esko Torkkeli | Road construction |
RU2153038C2 (en) * | 1997-05-30 | 2000-07-20 | Каргаполов Валентин Дмитриевич | Method of permafrost grounds protection against perennial thawing |
RU70269U1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Ямал" (ООО ИЦ "Ямал") | ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
RU2324032C1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество Проектно-изыскательский институт транспортного строительства (ОАО Проекттрансстрой) | Road embankment over permanently frosen soils |
RU2338839C2 (en) * | 2006-03-15 | 2008-11-20 | Закрытое акционерное общество "ПРЕСТО-РУСЬ" | Heat insulating layer of building structure |
-
2020
- 2020-02-05 RU RU2020105507A patent/RU2753329C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2029813C1 (en) * | 1992-04-30 | 1995-02-27 | Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта | Ground structure on permafrost foundation |
WO1996011302A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-18 | Esko Torkkeli | Road construction |
RU2153038C2 (en) * | 1997-05-30 | 2000-07-20 | Каргаполов Валентин Дмитриевич | Method of permafrost grounds protection against perennial thawing |
RU2338839C2 (en) * | 2006-03-15 | 2008-11-20 | Закрытое акционерное общество "ПРЕСТО-РУСЬ" | Heat insulating layer of building structure |
RU2324032C1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество Проектно-изыскательский институт транспортного строительства (ОАО Проекттрансстрой) | Road embankment over permanently frosen soils |
RU70269U1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Ямал" (ООО ИЦ "Ямал") | ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2020105507A3 (en) | 2021-08-05 |
RU2020105507A (en) | 2021-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110485228A (en) | The high-intensitive highway subgrade structure of the closed anti-freeze expansion frost boiling of hydro-thermal and construction method | |
CN113250211A (en) | Construction method for highway cutting slope in permafrost region | |
RU93410U1 (en) | DRAINAGE DEVICE | |
RU2324032C1 (en) | Road embankment over permanently frosen soils | |
CN101418565A (en) | Qinghai-tibet railway permafrost wetland ground treatment technique | |
RU2618108C2 (en) | Drainage system on permafrost soils | |
Sigafoos et al. | Soil instability on slopes in regions of perennially frozen ground | |
RU83511U1 (en) | EARTH CANVAS OF THE ROAD IN THE FROZEN SOIL ZONE | |
CN207228292U (en) | One kind omits water system in printing slowly after first catchmenting | |
RU2753329C2 (en) | Method for protection of frozen base of embankment from negative impact of flooding | |
Leaf | Sediment yields from central Colorado snow zone | |
CN216515649U (en) | Expansive soil or freeze thawing frozen expansive soil slope protection structure | |
RU2380480C2 (en) | Method of land drainage in permafrost zone | |
RU2474648C2 (en) | Method of creating drainage system | |
RU58562U1 (en) | FILLING A SMALL ALTITUDE ROAD ON FROZEN SOIL | |
RU2761272C1 (en) | Drainage system for stabilising the roadway on thawed soft soils | |
RU2256032C1 (en) | Road embankment built on permafrost ground | |
Yu et al. | Cut-slope icing prevention: Case study of the seasonal frozen area of western China | |
RU2059752C1 (en) | Embankment on hillsides at terrain with strong icy permafrost soils | |
SU1189942A1 (en) | Method of constructing an earth track | |
RU2029813C1 (en) | Ground structure on permafrost foundation | |
RU2785656C1 (en) | Thaw-type embankment dam on a permafrost foundation | |
Yu et al. | Properties of subgrade and construction techniques of Mobei expressway | |
RU2787050C1 (en) | Method for creating a water-regulating forest strip on a slope | |
RU2795020C1 (en) | Method for constructing subgrade of additional track on weak base in case of thawing |