Охлаждающая скальная наброска
Охлаждающая скальная (каменная) наброска является одним из технических решений позволяющих осуществить понижение температур грунтов. Наибольшее распространение данное техническое решение получило в строительстве железнодорожных насыпей.
Принцип действия каменной наброски основан на конвективных потоках воздуха внутри самой наброски. В зимний период времени, атмосферный воздух может достаточно свободно проходить между камней крупной фракции, забирая тепло из грунта и передавая его атмосфере. Схема потоков воздуха приведена на рисунке ниже. Рисунки приведены из диссертационной работы [1].
Работа каменной наброски возможна только при определённых условиях, а именно при определенной толщине слоя наброски и определенной величине фракции набрасываемой скальной породы [2].
Охлаждающая каменная наброска не является чем-то уникальным для Российской Федерации, в иностранной литературе описано аналогичное техническое решение [3, 4].
Примечание: ACE — Air Convection Embankments.
Учет теплового влияния скальной наброски
Учёт влияния скальной наброски осуществляется путём постановки граничных условий первого рода (температуры на поверхности) на подошве слоя скальной наброски. При этом, сам слой скальной наброски не учитывается в модели в виде материала.
Температура на подошве слоя скальной наброски рассчитываются следующим образом [1].
В учебной литературе [5] также описан метод расчёта температуры на подошве слоя скальной наброски.
Отличие этой методики заключается в учёте дополнительного эмпирического коэффициента. Однако, по мнению специалистов Тындинской мерзлотной станции, т.е. специалистов, которые непосредственно принимали очень участие в исследованиях на железной дороге [1], обоснованность применения этого коэффициента вызывает вопросы.
Необходимо отметить, что охлаждающие скальные наброски первые открыли и реализовали на практике отечественные учёные из Тындинской мерзлотной станции.
Литературные источники
- Минайлов Гавриил Павлович. Способы понижения температуры вечномерзлых грунтов на железных и автомобильных дорогах путем применения каменной наброски: Дис. канд. техн. наук: 05.23.11: Москва, 2003 194 c. РГБ ОД, 61:04-5/1133.
- СП 354.1325800.2017. Фундаменты опор мостов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Правила проектирования.
- Ferrell M., Lautala P.T., Rail Embankment Stabilization on Permafrost – Global Experiences. 2010.
- Cost and Constructability of Permafrost Test Sections Along the Alaska Highway, Yukon. Paper prepared for presentation at the Soil Stabilization for Changing Environments Session 2009 Annual Conference Transportation Association of Canada Vancouver, British Columbia.
- Хрусталев Л.Н. Основы геотехники в криолитозоне: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 2005, 543 с.