ріали, настільки чутливим до зовнішніх впливів, що навіть незначна зміна їх величини, характеру і часу дії позначається на його механічні властивості. Одним з основних факторів обумовлюють нестабільність механічних властивостей промерзають і протавали мерзлих грунтів є температура. Розподіл температури за глибиною показано на рис.3 введення.
Вплив температури на фізико-механічні властивості мерзлих грунтів залежить від діапазону її зміни, який обумовлює інтенсивність фазових перетворень, що відбуваються при даній температуре.Согласно принципом динамічної рівноваги (Цитовіч, 1973), в мерзлих грунтах завжди міститься певна кількість незамерзаючих води, залежне від зовнішніх чинників.
Вологість за рахунок незамерзаючих води залежить від значення температури і виду грунту. (Рис.3.2)
В
Wн%
30
В
20
В
5
10
4
3
2 p> 1
0 -2 -4 -6 -8 -10 Q В° С
Рис.3.2 Криві змісту незамерзлою вологи в мерзлих грунтах залежно від величини негативної температури:
1-кварцовий пісок; 2-супісок; 3-суглинок; 4-глина; 5-глина, яка містить монтморилоніт. ( Цитовіч, 1973)
Виділяють три області інтенсивних фазових перетворень:
1) Область значних фазових перетворень, в якій зміна кількості незамерзаючих води W н на 1 В° С складає 1% і більше (по відношенню до маси висушеного грунту);
2) Перехідна область, де зміни змісту незамерзаючих води менш !%, Але більше 0.1%;
3) Область практично замерзлого стану, де фазові переходи перетворення води в лід на 1 В° С не перевищують 0.1%.
В області значних фазових перетворень (для піщаних грунтів від 0 В° С до -0.5 В° С і для глинистих від 0 В° С до -5 В° С) факторами визначальними міцність є зміст незамерзаючих води і кількісний вміст льоду. Наприклад, при зниженні температури від -1 до -2 В° С гранично-тривала міцність піску при простому стисненні збільшується на 15%, тоді як для мерзлої глини ця величина збільшується приблизно на 50%, оскільки зміст незамерзаючих води зменшилося в піску на 0.1%, тоді як у глини на 5%. (Основи геокриології, п р Е.Д.Ершова, 1995)
При зниженні температури мерзлих порід їх міцність підвищується, а швидкість повзучості знижується, зменшується в'язкість, більшою мірою проявляється крихке руйнування. Зазначений вплив обумовлено трьома основними процесами, що протікають в мерзлих породах: зменшенням кількості незамерзлою вологи і збільшенням вмісту льоду цементу; зміцненням кристалічної решітки льоду і всіх твердих компонентів; структурним ущільненням, викликаним температурним скороченням компонентів мерзлого грунту. Однак, збільшення міцності мерзлих порід відбувається до температур, близьких до -70 В° С. При температурах нижче -60 -70 С встановлено зниження міцності мерзлих грунтів за рахунок того, що напруги від температурних скорочень всіх компоненті...
