由于冻土所带来的各种问题

冻土带来了独特的挑战那些希望开发地球的两极地区。解冻,沉降、霜冻和冻结会严重破坏基础设施和永久建筑,打扰冰冻的地面。保持稳定的地面(从而减少建筑物和道路的维护成本),建筑活动之前必须考虑到这些现象建筑建造和运输线路。通常,建筑、管道和电线都放在离地面成堆,而保持公路。

冻土工程

朝鲜要求的理解和发展环境的应对问题的能力由冻土。虽然冻土阻碍农业和矿业活动中,最引人注目的,广泛的,和经济上重要的例子在北方冻土对生活的影响涉及道路的建设和维修、铁路、机场、桥梁、建筑、大坝、下水道和通信线路。工程问题的四种基本类型:(1)涉及的永久冻土融化及随后的常温下的表面结构的沉降,如道路和机场;(2)涉及沉降下加热结构;(3)造成的霜冻,通常加剧了贫穷排水造成的永久冻土;和(4)那些只与冻土的温度导致埋下水道,水,油线冻结。

深入研究冻土的应该是任何工程项目的计划的一部分在北方。最好通常试图尽量少打扰冻土工程结构为了保持一个稳定的基础,除非冻土薄;然后,它可能会破坏永久冻土。建筑保护冻土的方法被称为被动方法;此外,冻土的破坏活动的方法。

由于永久冻土融化和霜冻参与几乎所有工程问题在极地地区,建议考虑这些现象普遍。冻土的微妙的热平衡时破坏植被,层压实积雪,或者活跃。冻土上限下降,活性层增厚,巨大的冰融化了。这个过程降低了表面并提供(夏天)一个湿润的活跃层承载强度较低。这种干扰允许更大的渗透夏天的气候变暖。是很常见的手术将填补或垫、砾石的工程工作。这种填充通常是热的良导体,如果薄,可能会导致额外的永久冻土融化。必须填充厚度足以包含整个季节性温度变化幅度句话说,厚度足以限制每年一度的季节性冻融填充和压实活跃层。在这种情况下没有永久冻土层解冻。这样一个过程在北极是非常可行的,但在亚北极变暖这是不切实际的,因为大量的需要填补。可能发生在激烈的建筑深刻的解冻速度远高于在公路和机场。

霜冻,水分在地上的冻融,长期以来一直被严重破坏和摧毁结构在温带和极地。

在冬天冻结的水分产生向上的位移地面(霜起伏),在夏季过多的水分在冻结期间带来操作导致承载强度的损失。霜冻是最好的发达silt-sized和粉砂质泥级沉积物地区严格的气候和落后的排水系统。raybet雷竞技最新极地纬度是理想的最大霜冻因为大多数低地区域细颗粒的沉积物所覆盖,和底层冻土造成排水不畅。

股份在冻土地区

桩用于支持许多,如果不是大多数,结构建立在永久冻土。的地区寒冷的冬天,许多桩基础在地上受季节性冰冻和,因此,可能冻胀现象的破坏效应,往往取代桩向上,从而干扰的基础结构。桩的位移并不局限于遥远的北方,但最大的障碍可能遇到的最广泛的亚北极。昂贵的维护和有时完整的桥梁,破坏学校建筑、军事设施、管道、和其他结构导致未能理解打桩的冻胀现象的原则。

一个非凡的建筑成就在冻土环境是阿拉斯加输油管系统。在1977年完成,这1285公里(800英里),122厘米直径(48-inch-diameter)管道运输原油从普拉德霍湾瓦尔迪兹的不冻港。管道沿线大部分的最初设计用于葬礼。然而,由于石油运输70°- 80°C (158°i76°F),这样的安装将相邻的永久冻土融化,导致液化,失去

松鼠港附近的阿拉斯加输油管的长度,阿拉斯加。保护的管道设计和建造大面积ofpermafrost牢记于心。乔治·f·Herben /国家地理/盖蒂图片社

承载强度,土壤流。为了防止管道的破坏,大约一半的线(615公里[380英里])升高到梁受到垂直成员的支持。管道安全排放的热量到空中,而冻拔120000垂直支持成员被冻结防止他们坚定的冻土通过使用特殊的散热热设备。

高速公路在极地地区相对较少,主要是坑坑洼洼的。他们受到永久冻土融化沉降在夏天,在冬天冻胀现象,承载强度损失在细粒度沉积物在夏天。常数分级碎石道路许可证维护一个相对平稳的高速公路。道路的铺设在永久冻土,道路变得粗糙和更昂贵的维护比未经铺设的道路。许多公路在极地地区需要在10年间重修的两三次。

铁路特别严重的结构问题,需要昂贵的维修在冻土地区,因为保持一个相对较低的梯度的必要性以及随后的位置底部的含冰低地路基永久冻土。西伯利亚铁路、阿拉斯加铁路和一些加拿大北方铁路局部底部冻土与地面相当大的冰。每个夏天的大量冰层融化,不断的维护需要这些痕迹。冬天,大量的维护也需要战斗冻胀现象时局部位移2.5 - 35厘米(1到14英寸)发生在路基和桥梁。

许多地区的冻土影响农业发展不连续冻土地带。其破坏性影响耕地在俄罗斯和北美结果大量的冰融化的永久冻土层。如果不注意在选择区域为种植被清除,冻土融化可能需要放弃字段或牧场的减少。

最活跃的和令人兴奋的领域之一冻土工程是在海底永冻层。知识的分布、类型和水或冰海底永冻层正在规划石油勘探的关键内容,定位生产结构、埋管道,和海底隧道在开车。此外,海底必须是已知的温度来预测潜在的网站或地区天然气水合物的地下水或承压压力可能另外,知识分布的海底永冻层允许彻底的解释区域地质史

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