ОТТА́ИВАНИЕ ГРУ́НТА

ОТТА́ИВАНИЕ ГРУ́НТА, из­ме­не­ние со­стоя­ния грун­та при пе­ре­хо­де из мёрз­ло­го в та­лое; осу­щест­вля­ет­ся при его на­гре­ва­нии до темп-ры ок. 0 °C. При от­таи­ва­нии из­ме­ня­ет­ся струк­ту­ра грун­та, пре­об­ра­зу­ют­ся струк­тур­ные свя­зи ме­ж­ду его ком­по­нен­та­ми и рез­ко сни­жа­ют­ся проч­но­ст­ные и де­фор­мац. ха­рак­те­ри­сти­ки.

О. г. про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те ес­те­ст­вен­ных и тех­но­ген­ных при­чин. В ес­тест­вен­ных ус­ло­ви­ях от­таи­ва­ние воз­ни­ка­ет в ре­зуль­та­те воз­дей­ст­вия при­род­ных ис­точ­ни­ков те­п­ла – сол­неч­ной ра­диа­ции, гид­ро­ме­тео­ро­ло­гич. фак­то­ров (пе­ре­ме­ще­ние воз­душ­ных масс, вы­па­де­ние ат­мо­сфер­ных осад­ков, влия­ние дви­же­ния по­верх­но­ст­ных и под­зем­ных вод, в т. ч. тер­маль­ных). Раз­ли­ча­ют О. г. се­зон­ное и мно­го­лет­нее. Се­зон­ное от­таи­ва­ние рас­про­стра­не­но в пре­де­лах се­зон­но­мёрз­ло­го слоя вне об­лас­ти рас­про­стра­не­ния мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род (в т. ч. в та­ли­ках); про­ис­хо­дит (по раз­ре­зу) свер­ху вниз под дей­ст­ви­ем те­п­ло­ты, посту­паю­щей че­рез по­верх­ность зем­ли (т. н. днев­ную по­верх­ность грун­та), а так­же сни­зу вверх – под те­п­ло­вым воз­дей­ст­ви­ем ни­же­ле­жа­щих та­лых по­род. В зо­нах рас­про­стра­не­ния мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род (веч­ная мерз­ло­та) об­ра­зо­ва­ние се­зон­нота­ло­го слоя про­ис­хо­дит над их тол­щей под дей­ст­ви­ем толь­ко по­верх­но­ст­ных ис­точ­ни­ков те­п­ла.

Мно­го­лет­нее от­таи­ва­ние за­хва­ты­ва­ет тол­щу мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род; осу­ще­ст­в­ля­ет­ся под дей­ст­ви­ем по­верх­но­ст­ных (свер­ху вниз) и глу­бин­ных (сни­зу) ис­точ­ни­ков те­п­ла и влия­ния под­зем­ных вод, что при­во­дит к умень­ше­нию мощ­но­сти мёрз­лых толщ или к их пол­но­му ис­чез­но­ве­нию. По дан­ным мно­го­лет­них на­блю­де­ний, воз­ник­ла тен­ден­ция к гло­баль­ной де­гра­да­ции веч­ной мерз­ло­ты (умень­ше­ние её мощ­но­сти, ис­чез­но­ве­ние ост­ров­ной мерз­ло­ты), что, по мне­нию ря­да спе­циа­ли­стов, яв­ля­ет­ся след­ст­ви­ем гло­баль­но­го по­те­п­ле­ния.

Се­зон­ные ко­ле­ба­ния по­ло­же­ния по­дош­вы мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род (по­пе­ре­мен­ное от­таи­ва­ние – про­мер­за­ние) обу­слов­ле­ны из­ме­не­ния­ми (ко­ле­ба­ния­ми) темп-ры под­зем­ных вод. Про­дол­жи­тель­ность мно­го­лет­не­го от­таи­ва­ния, по раз­ным оцен­кам, мо­жет со­став­лять от не­сколь­ких лет до со­тен ты­сяч лет, что оп­ре­де­ля­ет­ся мощ­но­стью тол­щи мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род, их со­ста­вом, сте­пе­нью льди­сто­сти (от­но­ше­ния об­ще­го со­дер­жа­ния под­зем­но­го льда в мёрз­лой по­ро­де к об­ще­му объ­ё­му по­ро­ды) и ин­тен­сив­но­стью по­то­ков ес­теств. те­п­ла.

Тех­но­ген­ное от­таи­ва­ние мёрз­лых грун­тов про­ис­хо­дит под влия­ни­ем ес­теств. ис­точ­ни­ков те­п­ла в тех­но­ген­но-из­ме­нён­ных ус­ло­ви­ях те­п­ло­об­ме­на на по­верх­но­сти грун­тов (напр., при уда­ле­нии рас­ти­тель­но­сти, тор­фя­но­го слоя, за­то­п­ле­нии пло­щад­ки) и под воз­дей­ст­ви­ем ис­кусств. ис­точ­ни­ков те­п­ла (те­п­ло­вы­де­ляю­щих со­ору­же­ний, сбро­са пром. или бы­то­вых сто­ков и др.). В этих слу­ча­ях О. г. мо­жет про­яв­лять­ся как по­боч­ный (не­бла­го­при­ят­ный) про­цесс или как ре­гу­ли­руе­мый про­цесс (напр., ис­кусств. от­таи­ва­ние), вхо­дя­щий в тех­но­ло­гич. схе­му.

Не­бла­го­при­ят­ные по­след­ст­вия О. г. в тех­но­ген­ных ус­ло­ви­ях свя­за­ны с из­ме­не­ни­ем свойств грун­тов, со сни­же­ни­ем их проч­но­сти и соз­да­ни­ем воз­мож­но­сти про­сад­ки от­таи­ваю­ще­го грун­та, а так­же с его зна­чит. осад­кой под сжи­маю­щей на­груз­кой, что оп­ре­де­ля­ет слож­ные ус­ло­вия ра­бо­ты при О. г. в ос­но­ва­ни­ях со­ору­же­ний, на­сы­пях, от­ко­сах кот­ло­ва­нов. Для пре­ду­пре­ж­де­ния не­бла­го­при­ят­ных по­след­ст­вий от­таи­ва­ния в прак­ти­ке строи­тель­ст­ва и экс­плуа­та­ции со­ору­же­ний при­ме­ня­ют ме­тод со­хра­не­ния мёрз­ло­го со­стоя­ния грун­тов (изо­ля­ция ис­точ­ни­ков те­п­ла или по­верх­но­сти грун­та, уст­рой­ст­во ох­ла­ж­даю­щих грунт кон­ст­рук­ций), ме­тод пред­по­стро­еч­но­го от­таи­ва­ния и уп­лот­не­ния ос­но­ва­ний, кон­ст­рук­тив­ный ме­тод учё­та пре­дель­ных де­фор­ма­ций от­таи­ваю­щих ос­но­ва­ний при рас­чё­те со­ору­же­ний; на ис­кусств. скло­нах (бор­ты карь­е­ров и вы­емок, от­ко­сы на­сы­пей, от­ва­лов, дамб) ино­гда ис­поль­зу­ют изо­ли­рую­щие по­кры­тия, пре­пят­ст­вую­щие про­гре­ву по­верх­но­сти грун­та.

Ис­кус­ст­вен­ное О. г. ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся в прак­ти­ке хо­зяйств. дея­тель­но­сти в крио­ли­то­зо­не; осу­ще­ст­в­ля­ет­ся те­п­лом при­род­ных ис­точ­ни­ков (при со­хра­не­нии ес­теств. ме­ха­низ­мов те­п­ло­пе­ре­да­чи в грун­тах) и на­прав­лен­ным из­ме­не­ни­ем ус­ло­вий на по­верх­но­сти для уве­ли­че­ния по­сту­п­ле­ния лет­не­го те­п­ла в грунт пу­тём уда­ле­ния рас­ти­тель­но­го, поч­вен­но­го и тор­фя­но­го по­кро­вов, при­ме­не­ния плё­ноч­ных по­кры­тий, а так­же за­чер­не­ния (с це­лью умень­ше­ния аль­бе­до) по­верх­но­сти грун­та уголь­ной пы­лью, шла­ком и др. Наи­бо­лее эф­фек­тив­ный и ши­ро­ко ис­поль­зуе­мый при строи­тель­ст­ве и в гор­ном де­ле ме­тод по­слой­но­го уда­ле­ния от­таи­ваю­ще­го грун­та по­зво­ля­ет за один лет­ний се­зон раз­ра­бо­тать тол­щу мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род мощ­но­стью до 10–15 м.