Файл: Левкович А.И. Инженерно-геологические изыскания для строительства на вечномерзлых грунтах.pdf

С к в а ж и н-н ы е и с с л е д о в а н и я ведутся в основном с целью определения параметрических значений УЭС и скоростей упругих волн для всех основных грунтовых разностей в пре­ делах необходимой для изучения глубины. Поэтому глубина скважин для каротажных работ может быть достаточно большой и определяться иногда глубинностью соответствующего геофи­ зического метода. Однако во всех случаях проведения изыска­ ний, кроме изысканий для рабочих чертежей, когда геофизи­ ческие работы проводятся только по трассам линейных сооруже­ ний (ЭП), глубинность исследований ограничивается глубиной распространения годовых колебаний температуры. Вот почему для скважинных исследований может быть использована любая инженерно-геологическая скважина. Обычно для этих работ вы­ бираются скважины, расположенные в центре достаточно одно­ родных по ландшафту участков, т. к. это позволяет провести ка­ ротаж по наиболее типичным грунтовым разностям.

Параметрические значения УЭС при скважинных исследова­ ниях определяются методом каротажа сопротивлений (КС) или бокового каротажного зондирования (БКЗ). Параметрические значения скоростей упругих волн находят методом сейсмоакустического (ультразвукового) каротажа. Если позволяют усло­ вия, соответствующие параметрические значения могут опреде­ ляться и лабораторным путем, что представляется наиболее пер­ спективным вследствие меньшей трудоемкости работ.

Весьма интересные результаты именно при изысканиях на мерзлоте сулят радиотепловой метод и метод регистрации ин­ фракрасного излучения грунтов. Следует ожидать, что многие задачи, требующие для своего решения длительных, трудоем­ ких и дорогостоящих исследований, легко решались бы, напри­ мер, при анализе инфракрасных аэрофотоснимков местности.

Г Л А В А IV

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ГРУНТОВ ОСНОВАНИИ

§ 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Сложность процессов, протекающих в вечномерзлых грун­ тах, и известная неполнота наших представлений о них вызы­ вают необходимость построения тех или иных моделей грунтов при исследовании этих процессов. Так, при изучении темпера­ турного режима грунтов принимают, что они обладают свой­ ствами твердого тела. Твердые тела характеризуются следую­ щими свойствами, имеющими значение для процессов теплооб­ мена: невозможностью взаимного механического перемещения слагающих эти тела частиц; способностью проводить тепло и сопротивляться распространению тепла; способностью накапли­ вать и расходовать тепло; способностью выделять или погло­ щать тепло при изменении агрегатного состояния; способностью обмениваться теплом с омывающей тело жидкой или газообраз­ ной средой; способностью обмениваться теплом с другими те­ лами излучением. Первое из этих свойств твердого тела и отли­ чает его в основном от реальных грунтов, в которых происходят процессы массопереноса, главным образом за счет миграции влаги. Все остальные свойства твердого тела практически сов­ падают со свойствами реальных грунтов.

Принимая эту модель грунтов за основу при изучении про­ цессов теплообмена в них, мы, таким образом, не учитываем процессов массообмена в грунтах и связанной с массообменом передачи тепла конвекцией. В принципе можно и в такой мо­ дели грунта учитывать миграцию влаги и конвективный тепло­ обмен, но при решении инженерных задач в настоящее время по техническим причинам это не представляется возможным. Не учитывается также лучистый теплообмен, происходящий в массиве грунта.

Все эти допущения являются источником определенных оши­ бок, но, по-видимому, не таких уж больших, в чем убеждает хорошее в общем совпадение результатов теплотехнических рас­ четов с натурой. И это не случайно. Есть основанияполагать, что в большинстве случаев изучения температурного режима грунтов исследуемые объемы грунта можно рассматривать в качестве замкнутых систем, т, е, принимать, что влагообмен

(Ой