Экспериментальное определение двухпараметрического температурного критерия начала интенсивного криогенного влагопереноса в различных видах глинистых грунтов

   Для предотвращения образования пучин на железнодорожном пути при сезонном промерзании возможно применение способа, предусматривающего создание в теле или основании земляного полотна капиллярного барьера путем инъекции гидроизолирующих составов, что исключает криогенный влагоперенос в активную зону. Для более точных прогнозов и назначения глубины капиллярного барьера при проектировании авторами поставлена задача по установлению двухпараметрического критерия (от значения температуры и градиента температуры) начала интенсивного криогенного влагопереноса для глинистых грунтов и его зависимости от числа пластичности. В работе описаны постановка и проведение, а также обобщены и приведены результаты лабораторных экспериментов, направленных на решение поставленной актуальной задачи. По результатам эксперимента для различных видов глинистых грунтов (в интервале числа пластичности от 0,05 до 0,13) определены и аппроксимированы экспоненциальной функцией двухпараметрические температурные критерии начала интенсивного криогенного влагопереноса под капиллярным барьером. Полученные экспериментальные данные дополнительно аппроксимированы по числу пластичности глинистого грунта.

1. Золотарь, И. А. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / И. А. Золотарь, Н. А. Пузаков, В. М. Сиденко. – Москва : Транспорт, 1971. – 416 с.

2. Пузаков, Н. А. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог / Н. А. Пузаков. – Москва, 1960. – 169 с.

3. Razuvaev, D. A. Rationale for creation of capillary breaking layers in cold regions subgrade by pressure injection of waterproofing compounds / D. Razuvaev, A. Lanis, M. Chakhlov // Sciences in Cold and Arid Regions. – Volume 13, Issue 5, October, 2021. – P. 366–371. – ISSN 2310-0044.

4. Injection Compositions for Creating Impervious Screen for Roadbed Foundation / D. A. Razuvaev, M. G. Chakhlov, V. Y. Soloviova, G. V. Karpachevsky // Transportation Research Procedia : 12, Irkutsk-Krasnoyarsk, 06–08 October 2021. – Irkutsk ; Krasnoyarsk, 2022. – P. 621–626. – DOI: 10.1016/j.trpro.2022.01.100.

5. Коэффициенты морозного пучения силикатизированных глинистых грунтов / Д. А. Разуваев, А. Л. Ланис, М. Г. Чахлов, Р. С. Печенкин // Вест0ник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 2 (65). – С. 91–98. – DOI: 10.52170/1815-9265_2023_65_91.

6. Чеверев, В. Г. Физико-химическая теория формирования массообменных и тепловых свойств криогенных грунтов : специальность 04.00.07 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» : диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук / В. Г. Чеверев ; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. – Москва, 1999. – 305 с.

7. Чистотинов, Л. В. Миграция влаги в промерзающих неводонасыщенных грунтах / Л. В. Чистотинов. – Москва : Наука, 1973. – 142 с.

8. Ананян, А. А. Исследование процессов перемещения влаги и образование сегрегационного льда в замерзающих и мерзлых горных породах / А. А. Ананян // Труды Гидропроекта. – Сб. 3. – Москва, 1960.

9. Кудрявцев, С. А. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечно-элементные расчеты) / С. А. Кудрявцев, И. И. Сахаров, В. Н. Парамонов. – Санкт-Петербург, 2014. – 262 с. – ISBN 978-5-9904956-3-0.

10. Общее мерзлотоведение (геокриология) / В. А. Кудрявцев, Б. Н. Достовалов, Н. Н. Романовский [и др.] ; под редакцией В. А. Кудрявцева. – Москва : Издательство МГУ, 1978. – 464 с.

11. Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов. – Москва ; Ленинград : Госэнергоиздат, 1963. – 536 с.

12. Анализ представлений о механизме криогенной миграции воды в промерзающих грунтах / В. Г. Чеверев, А. В. Брушков, С. А. Половков [и др.] // Криосфера Земли. – 2021. – Т. 25, № 5. – С. 3–12. – DOI 10.15372/KZ20210501.

13. Bronfenbrener, L. Modeling frost heave in freezing soils / L. Bronfenbrener, R. Bronfenbrener // Cold Regions Science and Technology. – 2010. – Vol. 61. – P. 43–64. – DOI: 10.1016/j.coldregions.2009.12.007.

14. Extended porosity rate function for frost heave / B. Abdalla, C. Fan, C. Mckinnon [et al.] // 33^rd Intern. Conf. on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Vol. 10 : Polar and Arctic Science and Technology (San Francisco, California, USA, June 8–13, 2014). – New York, Publ. ASME, 2014, V010T07A046.

15. Разуваев, Д. А. Температурные критерии начала интенсивного криогенного влагопереноса в грунтах земляного полотна / Д. А. Разуваев, М. Г. Чахлов // TRANSOILCOLD-2023 : Материалы 6-го Международного Симпозиума по строительному инжинирингу грунтовых сооружений на транспорте в холодных регионах, Москва, 02–05 октября 2023 года ; под общей редакцией Т. В. Шепитько. – Москва, 2023. – С. 155–157. – EDN: YYSXKO.

16. Razuvaev, D. A. Determination of the two-parameter temperature criterion for the start of the intesive cryogenic moisture transfer process in clay soils of the subgrade / D. Razuvaev, M. Chakhlov // E3S Web of Conferences. Volume 402, 12022 (2023). – DOI: 10.1051/e3sconf/202340212022.