Что такое вечная мерзлота

Вечная мерзлота, это грунты которые содержат замерзшую воду и имеют температуру ниже нуля. В этой статье мы поговорим о том, что такое вечная мерзлота и какие  типы местности различают в зависимости от условия зоны распространения вечно мерзлых грунтов.

Вечная мерзлота всегда содержит лед, который может содержаться в виде кристаллов в порах между частицами грунта  или в виде толстых ледяных прослоек в толще грунта. При оттаивании мерзлые грунты  содержащие  значительное количество льда оказываются избыточно увлажненными. Поэтому здания и сооружения которые возводятся на таких грунтах претерпевают значительную осадку.

Слой грунта который в холодный период года замерзает а по весне оттаивает называют деятельным слоем. Если такой слой соединяется с поверхностью зоны вечной мерзлоты, тогда  такая поверхность называется сливающейся. Мощность пласта деятельного слоя зависит от экспозиции склонов, от рельефа местности от влажности и состава грунтов.

Также зависит от климатических факторов и растительного покрова. Грунт оттаивает в большей степени с южной стороны на склонах чем с северной стороны. Травяной покров, деревья и кустарники способствуют тому, что вечная мерзлота расположена под ними ближе чем на других открытых участках. Это объясняется тем, что они создают тень, которая препятствует оттаиванию  вечно мерзлого грунта в глубину.

Например в торфяно-моховых болотах которые имеют глубину от 10 сантиметров до нескольких метров, даже в теплое время года уровень мерзлого грунта расположен на глубине не дальше одного метра. Мощность деятельного слоя в среднем составляет от 1  до 2  метров в песчаных грунтах Крайнего Севера. В глинистых и торфяно-болотных от 0.39 до 1.29 метра. В южных районах мерзлых грунтов глубина деятельного слоя может достигать 2.5-4.5 метров.

Вечная мерзлота распространяется на 47% территории бывшего Советского Союза. В зависимости от условия зоны распространения вечной мерзлоты различают следующие типы местности:

1. Места сухие с обеспеченным поверхностным стоком. Такими местами могут быть крутые склоны сопок, каменистые возвышенности, участки с близким залеганием твердых скальных пород и другие.Такие грунты не меняют свои свойства при замерзании или оттаивании. При обеспеченном поверхностном стоке талых вод мощность деятельного слоя на таких участках составляет от 2.5 метра и выше.

2. Сырые места с избыточным увлажнением местности в отдельные периоды года и признаками поверхностного заболачивания.Такими местами могут быть пологие склоны гор южной экспозиции, плоские водоразделы, сложенные песчаными и глинистыми просадочными грунтами с относительной влажностью 0.71-0.91 от предела текучести. При необеспеченном поверхностном стоке летнее оттаивание грунта не превышает 2.5 метра.

3. Переувлажненные места-мари. Это заболоченные места, тальвеги и замкнутые пониженные места рельефа с развитым мохо-торфяным покровом с избыточным увлажнением и необеспеченным поверхностным водоотводом. Оттаивание грунта в летнее время не превышает одного метра. Грунты преимущественно глинистые сильнопросадочные с влажностью более 0.9 от границы текучести.

Такие грунты могут содержать в пределах двойной толщины деятельного слоя линзы льда толщиной более десяти сантиметров. В зоне вечной мерзлоты наблюдается явление выпучивания заглубленных в грунт столбов-реперов, свай деревянных мостов и стоек ограждений. Механизм сводится к следующему. В процессе зимнего замерзания происходит смерзание земли со столбом.

Вертикальные силы пучения которые превышают вес столба и сопротивление его трения о незамерзший грунт,выдергивают столб из талой части деятельного слоя. Образующаяся полость заполняется водой и естественным грунтом. При оттаивании грунта столб опускается,но часть полости оказывается заполненной разжиженным грунтом и он не может уже занять первоначальное положение. Ежегодно процесс повторяется и через несколько лет столб оказывается настолько выпученным что наклоняется ит падает.