הבנת Permafrost ואפקטים שלה על תשתיות

Permafrost הוא כל קרקע שנשארה או מתחת ל-0 °C לפחות שנתיים רצופות.It underlies כ -24 אחוזים משטח הקרקע הנחשק של המיספרה הצפונית, לפני הספירה באזור הארקטי, תת-Arctic, ואזורים הרריים גבוהים.עבור מהנדסים ומתכננים המוערכים על ידי בניית כבישים, שדות תעופה, צינורות, מבנים באזורים אלה, permrostros הוא אחד, בניגוד למשטחי של קרח גדול, לא ניתן לערים, כי הם מאבדים את יסודות אזורי המשתנים גיאוגרפיים של אטומיים של אטומים היסטוריים של אטומיים, ולא ניתן להגביל את המשתנים, כי הם בעלי טווח היסטורי, כי הם בעלי טווח עונתיים, כי הם אלה.

טבע פרמפסוסט: סוגים והתנהגות תרמית

Permafrost אינו אחיד על פני הנוף.זה משתנה במידה מרחבית, תוכן קרח, רגישות לשינויים טמפרטורה.מהנדסים גיאוטכניים מסווגים permafrost לתוך שלוש קטגוריות רחבות בהתבסס על כיסוי: permafrost רציף (בסיס 90–100% של הנוף), שינויים חד-צדדיים מתמשך רק מתחת לפני השטח, ו- 90%), ו- ספירה permrost גסה (פחות מ-50%), הוא לעתים קרובות יותר חם יותר, ו- 5 אזורים קרים, הוא חם יותר, בדרך כלל, הוא חם יותר, וצפוי, הוא חם יותר, כי הוא חם יותר ויותר חם יותר ויותר חם יותר ויותר חם יותר ויותר חם יותר ויותר.

השכבה העליונה של הקרקע, המכונה שכבת השכבה:0active LayersFLT:1, תלולים כל קיץ והתחדשות כל חורף, עוביו תלוי האקלים המקומי, הצמחייה, סוג הקרקע. פיתוח תשתיות יכול לשבש את האיזון התרמית הטבעי של השכבה הפעילה, להגדיל את עומקו וחשיפת איסיפרכט מתחת לגיל הרך, תהליך זה יכול להפוך לריקני, במיוחד כאשר הוא ספוג את כל המבנים הקרים יותר.

אתגרים הנדסיים מרכזיים שמופעלים על ידי Permafrost

התנחלויות Thaw ו- Ground Instability

כאשר permafrost עשיר קרח יורד המים וכתוצאה מכך יורד נפח הקרקע יורד, גרימת קיצוץ:0thaw התיישבות התנחלויותFLT:1 [זה יכול להיות דרמטי: ירידה של כמה מטרים בעניין של שנים אם תכולת הקרח היא גבוהה.בניות טירות, ריצוף סדקי חוף, צינורות ruptures, 2016 של חניה במנורל, הוא זנח כמו גם את שדות התעופה שלה, כמו צוקה, כמו עיירה רסק, כמו גם ⁇ ⁇ ⁇ , כמו ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פרוסט הייאוב ואבן הנקה

במהלך מחזור המקפיא, תנועת המים אל החזית הקפאה יכולה ליצור עדשות פלאנט:0 (עדשות) 1 (עדשות אלה יכולות להעלות את פני הקרקע על ידי כמה סנטימטרים, תופעה המכונה כפור heave. בעוד הכפור הוא נפוץ יותר באדמה קפואה עונתית, זה גם קורה באזורים permafrost כאשר השכבה הפעילה reazes.

קשיים

(השטח הקפוא הוא איטי ויקר.בחורף, הפריפריה הופכת לסלע-קשה, הדורש חיכוך כבד, לפני-הנצחה, או השימוש בסלעים. בקיץ, השכבה הפעילה החתומה יכולה להפוך לסלע:0muskegFLT:1 - פיקדון אורגני מוקרן במים כי הוא כמעט בלתי אפשרי לעבוד עם אורך הבנייה, יתר על פני השטח, כך גם ללבוש ציוד תרמיים, כדי למנוע את החפירה, באופן בלתי נמנע.

שינויי אקלים והפרמפוסטרט (Permafrost Feedback Loop)

התחממות גלובלית היא העלאת טמפרטורות שנתיות באזורי הקוטב יותר מפי שניים מהממוצע העולמי.כפי שהטמפרטורות הארקטיות, עליית הטמפרטורות permafrost, השכבה הפעילה עבהens, והיקף של מפורוסט מתכווץ.יש השפעה ישירה על תשתיות: כבישים קריסה, מסלולי שדה תעופה לפתח סדקים ארוכי טווח, ובניית יסודות.

אסטרטגיות הנדסיות עבור Permafrost הסתגלות

במהלך ששת העשורים האחרונים, המהנדסים פיתחו חבילת טכניקות לבניית בבטחה על Permafrost.העיקרון הבסיסי הוא לשמר את המצב הקפוא של הקרקע מתחת למבנה.זה יכול להיות מושג על ידי מניעת חום מלהיכנס לקרקע או על ידי הסרת חום פעיל.הבחירה של אסטרטגיה תלויה בטמפרטורה permafrost, קרח, סוג בנייה, תקציב.

מבנים וקרנות Pile

אחת השיטות המצליחות ביותר היא להעלות את הבניין על ערמות המשתרעות דרך השכבה הפעילה אל הקרקע קפואה לצמיתות.העיצוב הזה יוצר פער אווירי:0air GapFLT:1 בין רצפת הבניין לבין פני השטח הקרקע, ומאפשר אוויר חורף קר לזרום ולשמור על חלקים ממטרים אנכיים טמפרטורות. בקיץ, ההשפעה המזעזעת של הבניין מקטין את חימום השמש של פילטוס בדרך כלל, הם עשויים במהירות, ואווירה, או משקעים, לאחר מכן, עם טמפרטורות בטון, או ממתכת, אשר מותקפותחן, אשר מותקנות, הוא מותקן במהירות, או ממשטח עץ, אשר מותקנות, אשר מותקנות, עם טמפרטורות אווירי, הוא מותקן על ידי טמפרטורות אווירי, הוא מותקן על ידי טמפרטורות גבוהות ביותר, אז הוא מותקן על ידי טמפרטורות אווירי, עם טמפרטורות אוויר מוצקות גבוהה.

התרמופוניות והפריפוסים החומים

הגרסאות הן מכשירים פסיביים להעברה חום שמוציא חום מהקרקע ומשחרר אותו לתוך האוויר הקר בחורף.הם מורכבים משחפת סגורה המכילה קירור כי מתאדמות כאשר מחומם על ידי הקרקע ומגיעים לחלק רדיור שבו הוא condenes ושחרר את החום.אין צורך כוח חיצוני.

פאות קבר ושכבות בידוד

טכניקה פשוטה אך יעילה היא להציב משטח עבה של קבר על הקרקע המקורית לפני הבנייה.המנעול פועל כמו buffer תרמי: זה מספק ניקוז, להפחית את החמצות הקיץ, ומאפשר אוויר קר לזרום מתחת למבנה אם המשטח עבה מספיק.בנוסף, extruded אלומיניום (XPS) או קצף פוליאוריבון בגליון יכול להיות ממוקם בתוך המבנה אם השכבה הבטוחה ביותר של מתכתבטה התחתונה, אך לא כולל בדרך כלל שטח קצר יותר של חומצה פוליפר.

Adfreeze and Displacement Foundations

עבור מבנים קטנים יותר כגון קטבים תועלת ובניינים קלים, FLT:0adze ערימות sertph 1 להסתמך על הקשר בין פני הקרקע הקרקע קפואה כדי לעמוד בפני כוחות מרומדומים, שיטה זו היא כלכלית, אך דורש פיקוח איכותי זה במהלך ההתקנה כדי להבטיח קשר טוב.

בנייה מהירה ותזמון

מכיוון שהשכבה הפעילה רגישה להפרעה, פרויקטים רבים לוחצים על פני האדמה הגדולה בחורף כאשר הקרקע קפואה וציוד יכול לנסוע ללא גרימת נזק תרמי.בניית החורף גם מאפשר שימוש בכבישים קרח וגשרים קרח להובלת חומרים כבדים. בקיץ, מאמצים נעשים למזער את הסרת הצמחייה, שכן שכבת החדירה והחומר האורגני מסייע לשמור על קור רוחק של מינרלים חמים יותר מאשר טמפרטורות מחוסמות, לפני שמגדלים של מבנה חום.

מחקרים: שיעור מפרויקטים גדולים

מערכת צינור Trans-Alaska Pipeline (TAPS)

בשנת 1977, צינור 1,300 ק"מ נושא שמן גולמי ממפרץ Prudhoe כדי Valdez על פני permafrost מתמשך והפסקתי מהנדסים נתקלו באתגר של שמירה על שמן חם (עד 60 מעלות צלזיוס) תוך מניעת הצינור ממיסת ה- permafrostust) ושקעו.הפתרון ההנדסי היה עיצוב היברידי: כמחצית מהצנרת היה גבוה על פני תרמופוניות, ומחצית אחרים לא היה חסימת צינורות קרח נשמרומים על פני השטח היו מלאים.

Qinghai-Tibet Railway

(מתח מעל 1,100 ק"מ על פני הרמה הטיבטית, שרבים מהם נמצאים תחת משקל חם ועשיר קרח, רכבת זו (שלמה בשנת 2006) היא הרכבת הגבוהה והמאתגרת ביותר שנבנתה אי פעם.מהנדסים השתמשו בחבילה של טכניקות כולל מאגרים מורכבים מסלע מחץ (כדי לקדם קירור טבעי), צינורות אוויר, תרמופוני, ושמש-Fols-Fawm הפגינומים, אשר התחממותם, הם מתואמים כמה טמפרטורות קרות).

כביש אלסקה וכביש Dempster

כבישים שנבנו על permafrost סובלים מבעיה מסוימת: המדרכה הכהה סופגת קרינה סולארית, התחממות הקרקע מתחת.כביש Dempster בקנדה, המשתרע לתוך הארקטי, חוויות סללה מהירה עקב השפלה רדודה permafrost. תחזוקת צוותים ניסו עם טיפולים על פני השטח בהיר, שכבות בידוד, ושיפורים ניקוז.

שיקולים סביבתיים ושיקום

(הבנייה על ⁇ ) לא יכולה להמשיך ללא הערכה סביבתית זהירה.לפריע בניין tundra יכול לגרום שינוי (FLT:0) תקנות הקרסטראטיםFLT:1 - שטח קבוע, יבש שנוצר על ידי התכה של קרח קרקעי - אשר משנה תבניות ניקוז, להרוס את אזורי ניהול חיות בר, ומשחרר פחמן לתוך האווירה.

קבוצות סביבתיות וקהילות ילידיות העלו חששות לגבי ההשפעות המצטברות של פרויקטים רבים באקלים התחממות.לדוגמה, פרויקט אלסקה LNG עבר שנים של ביקורת על השפעותיו על פרנסת פרמפוסטרט ו subsistence Livingsistence.מהנדסים צפויים יותר ויותר לעסוק בעלי עניין מוקדם בתהליך התכנון ולשלב ידע מקומי של תנאי permafrost לתוך עיצובים.

מבט קדימה: חדשנות וכיוונים עתידיים

(ב) כ"חממים" ו"חפירים" (מעגלים) בתעשיית הבנייה, תעשיית הבנייה משקיעה בטכנולוגיות חדשות.אזור מתפתח אחד הוא FLT:0thermallyייצב יסודות באמצעות לוח אשפה חום 1:1 שיכול להשתנות למצב קירור במהלך הקיץ, שמירה על הקרקע מתחת לבניינים קפואים גם באקלים חם יותר.

הסתגלות לשינוי האקלים מונעת שינוי מעיצובים סטטיים לתכנן הסתגלות.במקום לנסות לשמר את permafrost בכל העלויות, כמה מהנדסים עכשיו עיצוב למשול, המאפשר למבנה להתיישב בהדרגה באופן צפוי.גישה זו, הנקראת FLT:0 "th-stable מחקר" עיצוב FLT:1, משמש בתחומים שבהם permafrost הוא חם מדי או יקר כדי למלא את התקינה של מערכת הקרח של ארה"ב כולל פיתוח שטח חדש של עירומה.

מסקנה

Permafrost נשאר אחד המכשולים המשמעותיים ביותר לפיתוח תשתיות באזורים קרים. הרגישות שלו לשינויים בטמפרטורה, תוכן קרח גבוה, ואינטראקציות מורכבות עם אקלים דורש רמה של תחכום הנדסי ייחודי בין אתגרים גיאוטכניים.אבל המאה האחרונה הוכיחה כי הוא מסוגל לשלב את תיק ההשקעות הגיאו-אווירי יוצא דופן - החל מעמודת קבר פשוטה ועד מערך התרמופוני המתקדם - אשר אפשרו שדות תעופה, כבישים חמים, כבישים חמים, ופעולות מתמשכים, עם דחיפות, עם אינטימיות, עם , ופעולות קריטיות, עם אינטימיות, עם אינטימיות, עם , ופעולות אינטימיות, עם אינטימיות, עם אינטימיות, עם , עם , עם דחיפות, עם אינטימיות, עם דחיפות, עם , עם דחיפות, עם אינטימיות, עם , עם דחיפות, עם אינטימיות, עם , עם דחיפות גבוהה יותר, עם .

(ב) ויקרא י"ד:

  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • מועצת המחקר הלאומית קנדה - הנחיות להנדסה באזורי Permafrost ZonesFevolves
  • (הופנה מהדף Permafrost and Infrastructurementation Program (AMAP) - דו"ח על Permafrost and InfrastructurementphFLT:1