Геомаркетинг » ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ. НАКОПЛЕННЫЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЯЧЕГО ШТАМПА

DOI: https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-2-20-33

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ. НАКОПЛЕННЫЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЯЧЕГО ШТАМПА

Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х.

Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., 2023. Полевые методы исследования свойств мерзлых грунтов. Накопленный опыт и перспективы применения горячего штампа. Геотехника, Том ХV, № 2, с. 20–33, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-2-20-33.

Основываясь на результатах работ за период с 1960-х до средины 1990-х гг. в статье подробно рассмотрены известные исследования полевых испытаний мерзлых грунтов горячим штампом. Полевые испытания горячим штампом регламентированы в РФ ГОСТ 20276.3-2020 «Грунты. Метод испытания горячим штампом мерзлых грунтов» и проводятся с целью определения характеристик сжимаемости мерзлых грунтов при оттаивании, позволяют получить значительно более достоверные результаты, чем лабораторные компрессионные испытания. Это объясняется прежде всего тем, что штамповым испытаниям подвергается грунт ненарушенной структуры в условиях естественного залегания, в то время как при проведении лабораторных испытаний естественные условия деформирования грунтов при оттаивании не моделируются, а отобранные для испытаний образцы не могут полностью представить исследуемую мерзлую толщу. Отмечено также, что основными факторами, определяющими характер поведения мерзлого грунта при оттаивании, являются льдонасыщенность, текстура и литологический состав. В обзоре приведены различные конструкции штампа для испытаний мерзлых грунтов с оттаиванием. Результаты выполненных исследований показывают, что коэффициент оттаивания Ath и коэффициент сжимаемости mf, определенные в результате полевых испытаний мерзлых песков горячим штампом, существенным образом зависят от величины нагрузки, при которой выполняется оттаивание, глубины зоны оттаивания, а также плотности и льдистости песчаных грунтов. Значения коэффициента оттаивания, полученные по данным лабораторных испытаний, существенно больше, чем по испытаниям горячим штампом, а значения коэффициента сжимаемости близки друг к другу.

1. Болдырев Г.Г., Болдырева Е.Г., Идрисов И.Х., 2012. Способ и устройство для испытания грунтов статической и динамической нагрузкой. Патент на изобретение RU 2446251С1 от 27 марта 2012 г.
2. Водолазкин В.М., 1968. Результаты полевых экспериментов по исследованию сжимаемости крупноскелетных грунтов при оттаивании горячим штампом. Физико-технические характеристики вечномерзлых и оттаивающих грунтов, Материалы V Всесоюзного совещания-семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Том VI, Вып. 5, Красноярск, 1968, с. 52–70.
3. Водолазкин В.М., 1970. Определение деформативных характеристик мерзлых грунтов при оттаивании в полевых условиях. Тезисы докладов Всесоюзного совещания по мерзлотоведению, Москва, 1970, с. 135–136.
4. Гольдман В.Г., Айдла Т.А., 1964. Применение гидрооттайки для предпостроечного уплотнения вечномерзлых грунтов. Труды совещания-семинара по обмену опытом строительства на вечномерзлых грунтах, Том II, Красноярск, 1964.
5. Иноземцев В.К., 1985. Штамп для определения сжимаемости мерзлых грунтов при оттаиваниии. Патент СССР на изобретение № 1188238 от 30.10.1985.
6. Колесов А.А., 1962. Осадки при оттаивании многолетнемерзлого аллювиального суглинка Воргашорского угольного месторождения. Труды Северного отделения института мерзлотоведения им. В.А. Обручева, Вып. 2. Изд-во АН СССР, Москва.
7. Колесов А.А., Минкин М.А., Шилин Н.А., 1990. Некоторые результаты исследований осадки оттаивания вечномерзлых песков на северo-западе Сибири. Деформации оттаивающих вечномерзлых грунтов, под ред. А.В. Садовского, Труды ВНИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Вып. 91, с. 48–61.
8. Куприн В.М., Федосеев Ю.Г., Сорокин В.А., Карташов С.И., 1990. Опыт полевых испытаний оттаивающих вечномерзлых грунтов на больших глубинах. Деформации оттаивающих вечномерзлых грунтов, под ред. А.В. Садовского, Труды ВНИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Вып. 91, с. 37–47.
9. Лапкин Г.И., 1937. Испытания несущей способности мерзлых грунтов. Описание изобретения № 51671.
10. Лапкин Г.И., 1947. Расчет осадок сооружений на оттаивающих грунтах по методу контактных давлений. Стройиздат, Москва.
11. Невечеря В.Л., Шаврин Л.А., 1990. Исследование физико-механических свойств многолетнемерзлых юрско-меловых отложений в районе Читинской ГРЭС. Проблемы строительства на мерзлых грунтах, Труды второй научно-производственной конференции по проблемам строительства на вечномерзлых грунтах, Чита, 1976, с. 41–47.
12. Максимяк Р.В., Роман Л.Г., Садовский А.В., Шилин Н.А., 1983. Стандартизация и развитие методов определения строительных свойств мерзлых грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 3, с. 19–21.
13. Пономарев В.Д., 1979. Штампы для определения сжимаемости мерзлых грунтов при их оттаивании. Авторское свидетельство SU 687174 Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий.
14. Пономарев В.Д., 1990. Пути совершенствования испытаний вечномерзлых грунтов горячими штампами. Деформации оттаивающих вечномерзлых грунтов, под ред. А.В. Садовского, Труды ВНИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Вып. 91, с. 3–36.
15. Пономарев В.Д., Сорокин В.А., 1986. Теплоэлектромеханический штамп для определения сжимаемости оттаивающих грунтов в скважине. Инженерно-геологические изыскания в области вечной мерзлоты, Тезисы докладов научно-практической конференции, Благовещенск, 1986, с. 182–184.
16. Пономарев В.Д., Сорокин В.А., Федосеев Ю.Г., Балтин В.К., 1983. Штамп для определения сжимаемости мерзлых грунтов при их оттаивании. Авторское свидетельство SU 990958 Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий.
17. Садовский А.В., 1985. Совершенствовать методы определения сжимаемости оттаивающих грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 4.
18. Ушкалов В.П., 1962. Исследование работы протаивающих оснований и их расчет по предельным деформациям сооружений. Изд-во АН СССР, Москва.
19. Цытович Н.А., 1941. К расчету осадок фундаментов на оттаивающих грунтах. Труды ЛИСИ, Вып. 3.
20. Цытович Н.А., Вотяков И.Н., Пономарев В.Д., 1961. Методические рекомендации по исследованию осадок оттаивающих грунтов. Изд-во
АН СССР, Москва.
21. Чубарова Н.П. (сост.), 1983. Методические рекомендации по испытаниям мерзлых грунтов горячим штампом в полевых условиях. Изд-во
BНИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Москва.
22. Шушерина Е.П., 1953. К методике определения коэффициентов оттаивания и уплотнения мерзлых грунтов. В сб. Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов, Вып. I. Изд-во АН СССР, Москва, с. 118–134.

БОЛДЫРЕВ Г.Г.*
ООО «НПП “Геотек”», г. Пенза, Россия, g-boldyrev@geoteck.ru
Адрес: ул. Центральная, д. 1Н, г. Пенза, 440068, Россия
ИДРИСОВ И.Х.
ООО «НПП “Геотек”», г. Пенза, Россия, idrisov@npp-geotek.ru

Geotechnics, Vol. XV, No. 2/2023

FIELD METHODS OF FROZEN SOIL PROPERTIES RESEARCHES. ACCUMULATED EXPERIENCE AND PROSPECTS OF A HOT PLATE APPLICATION

Boldyrev G.G., Idrisov I.Kh.

Boldyrev G.G., Idrisov I.Kh., 2023. Field methods of frozen soil properties researches. Accumulated experience and prospects of a hot plate application. Geotechnics, Vol. XV, No. 2, pp. 20–33, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-2-20-33.

Based on the results of papers published since the 1960s till mid 1990s the paper considers in detail renowned research on field tests of frozen soils with a hot plate. The field tests of frozen soils with a hot plate are regulated in the Russian Federation by GOST 20276.3-2020 “Soils. The method of testing frozen soils with a hot plate”, they are conducted in order to define compressive properties of frozen soils at thawing, and allow getting more reliable results than laboratory compression tests. It is firstly explained by the fact that plate tests are conducted on undisturbed soil under the natural bulk conditions, while laboratory tests do not model natural conditions of soil deforming at thawing, tested samples cannot represent completely a frozen bulk under study. It is also mentioned that the main factors defining behavior of frozen soil at thawing include ice saturation and lithological composition. The survey covers different plate structures to test frozen soils at thawing. The results of conducted tests show that a coefficient of thawing Ath and a compression index mf defined during field tests of frozen sands with a hot plate considerably depend of a load value at which thawing occurs, a depth a thawing area as well as a density and ice content of sand soils. Values of thawing coefficient obtained according to the data of laboratory tests are significantly higher than those based on the results of hot plate tests; values of compression index are quite close to each other.

frozen soils compression index thawing depth test methods plate structure coefficient of thawing test passport

1. Boldyrev G.G., Boldyreva E.G., Idrisov I.Kh., 2012. Method and device for testing soils under static and dynamic loads. Patent RU 2446251С1 dated of March 27, 2012. (in Russian)
2. Vodolazkin V.M., 1968. Results of field experiments to study compressibility of large-skeleton soils during thawing with a hot plate. Physical and technical characteristics of permafrost and thawing soils, Materials of the V All-Union meeting-seminar on the exchange of experience in construction in severe climatic conditions, Vol. VI, Issue 5, Krasnoyarsk, 1968, pp. 52–70. (in Russian)
3. Vodolazkin V.M., 1970. Determination of deformation characteristics of frozen soils during thawing in field conditions. Abstracts of reports of the All-Union Conference on permafrost science, Moscow, 1970, pp. 135–136. (in Russian)
4. Goldman V.G., Aidla T.A., 1964. Application of hydro-thawing for pre-construction compaction of permafrost soils. Proceedings of the meetingseminar on the exchange of experience in construction on permafrost soils, Vol. II, Krasnoyarsk, 1964. (in Russian)
5. Inozemtsev V.K., 1985. Plate for determining compressibility of frozen soils during thawing. Patent of the USSR No. 1188238 dated of October 30, 1985. (in Russian)
6. Kolesov A.A., 1962. Precipitation during thawing of permafrost alluvial loam of the Vorgashorskoye coal deposit. Proceedings of the Northern Branch, Obruchev Institute of Permafrost, Issue 2. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, Moscow. (in Russian)
7. Kolesov A.A., Minkin M.A., Shilin N.A., 1990. Some results of studies of sediment thawing of permafrost sands in the North-West of Siberia. Deformations of thawing permafrost soils, in A.V. Sadovsky (ed.), Proceedings of Gersevanov All-Union Research Institute of Bases and Underground Structures, Issue 91, pp. 48–61. (in Russian)
8. Kuprin V.M., Fedoseev Yu.G., Sorokin V.A., Kartashov S.I., 1990. Experience in field testing of thawing permafrost soils at big depths. Deformations of thawing permafrost soils, in A.V. Sadovsky (ed.), Proceedings of the Gersevanov All-Union Research Institute of Bases and Underground Structures, Issue 91, pp. 37–47. (in Russian)
9. Lapkin G.I., 1937. Testing the bearing capacity of frozen soils. Description of invention No. 51671. (in Russian)
10. Lapkin G.I., 1947. Calculation of settlement of structures on thawing soils using the contact pressure method. Stroyizdat, Moscow. (in Russian)
11. Nevecherya V.L., Shavrin L.A., 1990. Study of the physical and mechanical properties of permafrost Jurassic-Cretaceous deposits in the area of the Chita hydroelectric power station. Problems of construction on frozen soils. Proceedings of the second scientific and industrial conference on the problems of construction on permafrost soils, Chita, 1976, pp. 41–47. (in Russian)
12. Maksimyak R.V., Roman L.G., Sadovsky A.V., Shilin N.A., 1983. Standardization and development of methods for determining the construction properties of frozen soils. Osnovaniya, Fundamenty i Mehanika Gruntov, No. 3, pp. 19–21. (in Russian)
13. Ponomarev V.D., 1979. Plates for determining compressibility of frozen soils during their thawing. Author’s Certificate SU 687174 of the USSR State Committee on Inventions and Discoveries. (in Russian)
14. Ponomarev V.D., 1990. Ways to improve testing of permafrost soils with hot plates. Deformations of thawing permafrost soils,
in A.V. Sadovsky (ed.), Proceedings of Gersevanov All-Union Research Institute of Bases and Underground Structures, Issue 91, pp. 3–36. (in Russian)
15. Ponomarev V.D., Sorokin V.A., 1986. Thermoelectromechanical plate for determining compressibility of thawing soils in a well. Engineeringgeological surveys in the field of permafrost, Abstracts of reports of the scientific and practical Conference, Blagoveshchensk, 1986, pp. 182–184. (in Russian)
16. Ponomarev V.D., Sorokin V.A., Fedoseev Yu.G., Baltin V.K., 1983. Plate for determining compressibility of frozen soils during their thawing. Author’s Certificate SU 990958 of the USSR State Committee on Inventions and Discoveries. (in Russian)
17. Sadovsky A.V., 1985.To improve methods for determining compressibility of thawing soils. Osnovaniya, Fundamenty i Mehanika Gruntov, No. 4. (in Russian)
18. Ushkalov V.P., 1962. Study of behaviour of thawing foundations and their calculation based on the limit deformations of structures. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, Moscow. (in Russian)
19. Tsytovich N.A., 1941. Calculation of settlements of foundations on thawing soils. Proceedings of the Leningrad Civil Engineering Institute, Issue 3. (in Russian)
20. Tsytovich N.A., Votyakov I.N., Ponomarev V.D., 1961. Methodological recommendations for studying settlements of thawing soils. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, Moscow. (in Russian)
21. Chubarova N.P. (compiler), 1983. Guidelines for testing frozen soils with a hot plate in the field. Publishing house of Gersevanov All-Union Research Institute of Bases and Underground Structures, Moscow. (in Russian)
22. Shusherina E.P., 1953. Towards a method for determining the coefficients of thawing and compaction of frozen soils. In collection of papers Materials on laboratory studies of frozen soils, Issue I. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, Moscow, pp. 118–134. (in Russian)

GENNADII G. BOLDYREV*
Scientific Production Enterprise Geotek LLC; Penza, Russia; g-boldyrev@geoteck.ru
Address: Bld. 1H, Centralnaj St., 440068, Penza, Russia
ILIY H. IDRISOV
Scientific Production Enterprise Geotek LLC; Penza, Russia; idrisov@npp-geotek.ru

Статьи из журнала

ПЕРВЫЕ ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОКРОВА ЛУНЫ

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

Автор: Исаев О.Н.

Среди глобальных проблем, которые будут решаться в будущем, пожалуй, на одном из первых мест — освоение околоземного космического пространства. Для развертывания работ на ближайших к Земле планетах и астероидах всегда ...

ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ. НАКОПЛЕННЫЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЯЧЕГО ШТАМПА

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

Авторы: Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х.

ПОДГОТОВКА ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ И РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ НАДКАРСТОВОЙ ТОЛЩИ В ВИДЕ «МУЛЬД ОСЕДАНИЯ» ПО СХЕМЕ «ТИПОВЫХ КРИВЫХ»

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

Авторы: Шейнин В.И., Готман Н.З., Дзагов А.М., Челпанов П.Е.

Описываются особенности подготовки исходной информации и последовательность выполнения расчетов оседания надкарстовой грунтовой толщи по схеме «типовых кривых», используемой в расчетах для зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. В качестве примера ...

НАДЕЖНОСТЬ ФУНДАМЕНТОВ ГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ В СЛОЖНЫХ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

Авторы: Тюрин М.А., Белаш Т.А.

Современные фундаменты под газовое оборудование, эксплуатируемые в сложных условиях, в т.ч. на мерзлых грунтах, при воздействии динамических нагрузок часто оказываются с завышенными показателями жесткости и материалоемкости. Сокращение затрат, сроков строительства ...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СВАЙ ПОД РОСТВЕРКОМ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

“Геотехника”, Том XV, № 2/2023

Авторы: Чуркин А.А., Лозовский И.Н., Жостков Р.А., Лосева Е.С.

Неразрушающие методы технической геофизики широко применяются для изучения внутреннего строения и свойств железобетонных фундаментов. В статье представлена методика сейсмоакустического обследования объединенных ростверком свай с использованием одноканальной аппаратуры. Исследование построено на ...