Введение. 
Прогноз изменения геокриологических условий при хозяйственном освоении территории

Цель работы: рассказать о прогнозе изменения геокриологических условий при хозяйственном освоении территории.

Задачи: рассказать о.

• · геокриологический прогнозе.
• · техногенном прогнозе
• · этапах, задачах и методах геокриологического прогноза.

Актуальность: Огромный экономический потенциал северных территорий России, несмотря на труднодоступность, суровый климат и сложные геокриологические условия, обусловливает необходимость их хозяйственного освоения на пороге XXI века. Деятельность человека вызывает развитие опасных криогенных и гляциальных процессов, если не соблюдаются строгие требования экологической безопасности. В конечном итоге это сказывается на надежности зданий и сооружений, нарастании их деформаций, преждевременном износе конструкций.

Физико-химические и механические процессы в протаивающих породах

Протаивание крупнообломочных и песчаных пород, как слабольдистых, так и льдонасыщенных, сопровождается обычно развитием сравнительно простых физико-химических процессов, таких, как уплотнение, обезвоживание, осадка и других, связанных с некоторым сближением и переориентировкой обломков и песчаных частиц, а также стоком по на-клонному водоупору или инфильтрацией гравитационной влаги в нижележащие горизонты. Иначе и сложнее протекает оттаивание тонкодисперсных (супесчаных, суглинистых и глинистых) мерзлых пород. При этом следует выделять (как и в случае промерзания) два типа протаивания: без миграции и с миграцией влаги из оттаивающей зоны в мерзлую часть породы.

Протаивание тонкодисперсных пород без подтока воды в мерзлую зону происходит обычно либо при быстром продвижении фронта оттаивания, либо при малой влажности (льдистости) этих пород и практически всегда приводит к деформациям осадки. Вода, образующаяся в породе в результате таяния порового льда, расходуется в случае быстрого протаивания (без развития процесса миграции влаги) на гидратацию грунтовых частиц либо под действием сил гравитации уходит из породы.

Плавление порового, контактного и пленочного льда при повышении отрицательной температуры мерзлой породы обеспечивает увеличение содержания незамерзшей воды и ее подвижности, что создает условия для локальной миграции влаги в пределах обезвоженных при промерзании грунтовых элементов (агрегатов, блоков, частиц) и приводит к их гидратации и набуханию. В изменении структурных связей между грунтовыми элементами заметную роль играет процесс осмотического набухания обезвоженных при промерзании грунтовых отдельностей (Осмос — форма диффузии — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации). В наибольшей мере осмотическое набухание проявляется при 0 °C, когда заканчивается таяние порового льда и льда включений и структурные элементы имеют возможность раздвигаться. При оттаивании сильнольдистых пород их влажность может даже превышать влажность предела текучести.

При медленном протаивании дисперсных пород с миграцией влагииз протаявшей части в мерзлую часть развиваются практически все те физико-химические процессы, которые имеют место и в случае протаивания пород без миграции влаги. Однако наряду с ними возникает и протекает ряд новых физико-химических процессов. В мерзлой части протаивающих пород по мере поступления мигрирующей влаги наблюдается увеличение льдосодержания, а нередко новообразование и рост миграционно-сегрегационных прослоев льда. В талой же части протаивающих пород вследствие процесса усадки наблюдаются обезвоживание грунтовых агрегатов, некоторое их сближение, укрупнение и уплотнение.

В целом и при быстром, и при медленном протаивании пород наблюдается увеличение их дисперсности в результате диспергации и пептизации грунтовых агрегатов и блоков, а также за счет дробления первичных песчаных частиц. В таком преобразовании структурных элементов определяющую роль играет совместное действие температурного и гидратационного механизмов разрушения.

При циклическом промерзании и протаивании дисперсных пород идут физико-химические процессы, характерные как для промерзающих, так и для протаивающих пород. Особенностью многократного промерзания и протаивания является накопление в дисперсных породах частиц пылеватых фракций за счет разрушения песчаных частиц.

Достаточно часто циклические промерзание и протаивание приводят к дифференциации промерзающей породы по дисперсности. Причиной этого является перемещение (выпучивание) более крупных отдельностей грунта в направлении более низких, температур.