Аннотация: В статье рассмотрены проблемы обустройства свайных фундаментов на территории Республики Саха (Якутия) буронабивным способом. Данная технология, не столь распространенная в республике, является более простой и удобной в отличие от железобетонных забивных свайных фундаментов. В процессе твердения бетона при обустройстве буронабивной сваи происходит локальное растепление мерзлого грунта . Поэтому при применении буронабивных свай в криолитозоне особенно остро встает вопрос определения расчетных температур и времени формирования стационарного режима грунтов в основании всего свайного поля, позволяющего осуществлять полную загрузку фундаментов. Проведены натурные наблюдения за температурным режимом грунтов вблизи буронабивной сваи в процессе ее обустройства и гидратации бетона. В ходе проведенного исследования получены данные о динамике температурного режима грунта вблизи буронабивной сваи в процессе ее обустройства. Полученные данные показывают, что устойчивые отрицательные температуры по всей глубине скважины наблюдаются через месяц после заливки, в течение этого периода происходит основной набор прочности сваи.

Abstract: The article deals with the problems of arranging pile foundations on the territory of the Republic of Sakha (Yakutia) using bored piling. This technology, which is not so widespread in the republic, is simpler and more convenient, in contrast to reinforced concrete foundation piles. In the process of hardening concrete during the arrangement of the bored pile, local fission of frozen soil occurs. Therefore, when using bored piles in the cryolithozone, the problem of determining the design temperatures and the time of formation of the stationary soil regime at the base of the entire pile field, which allows full loading of the foundations, becomes especially critical. Field observations of the temperature regime of soils near the bored pile during its arrangement and hydration of concrete were carried out. In the course of the study, data was obtained on the dynamics of the temperature regime of the soil near the bored pile in the process of its arrangement. The data obtained show that stable negative temperatures over the entire depth of the well are observed one month after pouring, during which period the pile attains most of its strength.

Аннотация: Статья посвящена результатам экспериментальных исследований тепломассообменных свойств техногенных грунтов Якутии, подвергнутых циклам промерзания-протаивания. Приводится определение техногенных грунтов согласно ГОСТ 25100-95. Приводится установленный факт значительного оличия коэффициента фильтрации грунтов сезонного слоя протаивания в условиях естественного залегания от значений полученных в лабораторных условиях. Обосновывается необходимость исследования тепломассобменных свойств техногенных грунтов с учетом циклического воздействия низких температур и изменения криогенной структуры для более полного соответствия северным условиям. Произведен анализ полученных данных, аппроксимация экспериментальных данных методами статистической обработки, сравнение с данными других источников. В результате проведенного исследования получены зависимости теплофизических свойств песчано-глинистых техногенных грунтов от их влажности, температуры и содержания глинистой составляющей. установлено уменьшение теплопроводности песчано-глинистых техногенных грунтов до 30%, увеличение коэффициента фильтрации до значений 10-6 м/с, а коэффициента диффузии – на 2-3 порядка в результате влияния циклов замораживания-оттаивания.

Abstract: This article concentrates on the experimental research of the heat and mass transfer properties of the technogenic soil of Yakutia that are subject to freeze-thaw cycles. Definition is given to the technogenic soils according to the GOST 25100-95. The work cites the established fact of significant difference in the coefficient of filtration of naturally located soils of seasonal layer of thaw from indexes acquired in controlled conditions. It is substantiated that there is a need to research the heat and mass transfer properties of the technogenic soils with consideration of the cyclic impact of the low temperatures and changes in the cryogenic structure for a more complete correspondence with the northern conditions. The authors analyze  the acquired data, approximate the experimental data via the methods of statistical processing and compare it with the data from other sources. The conducted research allowed determining the dependence of the thermophysical properties of the technogenic soils upon their moisture, temperature and loam content.

Аннотация: Статья посвящена экспериментальным исследованиям влияния добавок поверхностно - активных веществ на прочность мерзлых дисперсных грунтов. Затронута проблема поиска новых теоретических подходов к механическим свойствам дисперсных грунтов, учитывающих наличие свободной поверхностной энергии и влияние физико - химических факторов на поведение и свойства грунтов. Обоснован физико - химический подход как наиболее перспективный в данном направлении. Представлен механизм упрочнения талых грунтов посредством воздействия на них поверхностно активных веществ, изученный и предложенный П. А. Ребиндером. Проведены экспериментальные исследования прочностных характеристик мерзлых дисперсных грунтов с добавлением ПАВ и без добавок. Для определения прочности использовался метод шарикового штампа при действии постоянной нагрузки. В результате проведенного исследования были получены экспериментальные кривые зависимости предельной прочности от времени для мерзлого песка и суглинка с добавкой ПАВ и без добавок. Также получены зависимости незамерзшей воды в суглинке с добавкой ПАВ и без добавок от температуры. Полученные данные позволяют сделать вывод, что введение ПАВ оказывает влияние на важнейшие свойства мерзлых грунтов, независимо от их разновидности. Кроме того установлено, что увеличение прочности мерзлых грунтов как песков так и суглинков обусловлено структурными изменениями происходящими при введении ПАВ.

Abstract: This article focuses on the experimental research of the impact of additives of surface active agents upon the strength of the frozen dispersed soils. The work touches on the problem of finding new theoretical approaches towards mechanical properties of dispersed soils accounting for presence of free surface energy and impact of the physical chemistry factors upon the behavior and properties of the soils. Substantiation is made on the physical chemistry approach as the most promising one in this area. Pyotr Rebinder’s mechanism for strengthening thawed soils through the effects of the surface active agents is presented in this research. Experimental research was conducted on the strength characteristics of the frozen dispersed soils with use of surfactants and without additives. The conducted research yielded experimental curve relationship of the maximal strength from time for frozen sand and loam with surfactants and without.

Аннотация: В представляемой статье рассмотрена задача численного моделирования процесса оттаивания-промерзания массива грунтов для проектирования системы термостабилизации грунтов основания здания в условиях криолитозоны Республики Саха (Якутия). Цель работы заключается в изучении процесса формирования температурного поля массива грунтов под действием сезоннодействующих устройств. Исследуется процесс образования ледопородной завесы вследствие теплообмена грунта со сезоннодействующими охлаждающими устройствами (СОУ) и наружным холодным воздухом при уборке снежного покрова с площадки строительства.

Методом исследования является вычислительный эксперимент на основе общей задачи Стефана, решаемой посредством разностной схемы сквозного счета Основными выводами проведенного исследования являются необходимость
разработки математических моделей, учитывающие массообменные процессы в зоне влияния сезоннодействующих охлаждающих установок с учетом условий формирования криогенных текстур в ходе принудительного промораживания грунтов. Также необходимо математически описать явления конденсации и испарения хладона, происходящие внутри сезонноохлаждающего устройства.
Важным в практическом плане также является определение расчетных температур и сроков их формирования, необходимых для принятия решений по загрузке фундаментов.

Abstract: This article examines the issue of numerical modeling of the soil freezing-thaw process for projection of thermal stabilization system of soil building foundations in the cryolithozone of the Sakha Republic (Yakutia). The goal of this work consists in studying the process of formation of the temperature field of the massif of the soils under the effect of thermal stabilizers. Research is conducted on the process of formation of ice wall as the result of thermal exchange of the soil with the thermal stabilizers and external cool air during clearing of the snow cover from the construction site. The main conclusions of the conducted research include the need for development of mathematical models that would account for the mass exchange processes in the zones of effect of the thermal stabilizers with consideration of the conditions of formation of the cryogenic textures in the process of forced freezing of the soils. There is also a need for mathematical explanation of the phenomena of condensation and evaporation of Freon taking place inside the thermal stabilizers.