Исследовательская работа (стр. 8 )

Рис. 6.11. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах с различной  суммарной влажностью ()

Наличие растительных остатков в грунтах приводит к уменьшению их теплопроводности, что связано с меньшей теплопроводностью торфяных частиц, по сравнению с минеральными. Теплопроводность торфов при положительных температурах 0,4-0,5 Вт/м·К, а в мерзлом состоянии увеличивается в 1,5-2 раза. Это приводит к интенсивному льдонакоплению в торфах и оторфованных грунтах. Органические молекулы составляющих торф веществ имеют свободные водородные связи, аналогичные связям в молекуле воды. Поэтому в торфах и оторфованных грунтах преобладает поровый и базальный лед – цемент, а сегрегационное льдовыделение приурочено к прослойкам песка или глины. График содержания органического вещества в грунтах с различной суммарной льдистостью представлен на рис. 6.12.

Рис.6.12. Содержание органического вещества (Ir,%) в отложениях с различной суммарной льдистостью ()

  Влажность за счет незамерзшей воды с увеличением содержания органического вещества в мерзлых породах увеличивается (рис.6.13). Это объясняется тем, что поверхность крупных частиц, покрываясь пленками органических и аморфных веществ, становится достаточно гидрофильной. Действуя вместе, глинистые минералы и органические вещества создают рыхлую гидрофильную матрицу, связывающую значительное количество воды.

Рис. 6.13. Содержание органического вещества (Ir,%) в отложениях различной влажности  за счет незамерзшей воды (Ww,%) при данной температуре

Содержание органического вещества в мерзлых грунтах с различным криогенным строением

Криогенное строение торфов характеризуется высокой льдистостью, поскольку формирование и промерзание происходят, как правило, одновременно в сильнообводненных условиях.  Отмечается массивная, порфировидная, сетчатая, слоистая и линзовидная криотекстуры. Порфировидной криотекстурой обладает торф рыхлого сложения. В плотном торфе отмечается сетчатая, слоистая, сетчато-слоистая, линзовидная, а также атакситовая криотекстура. В суглинках, подстилающих высокольдистый торф, сохраняется высокая льдистость, криотекстура мелкосетчатая тонкошлировая. При движении сверху вниз по разрезу число ледяных шлиров уменьшается, они становятся толще, но встречаются реже. В сильнозаторфованных суглинках в верхней части разреза встречается среднесетчатая толсто-среднешлировая текстура.

Текстура сильнозаторфованной супеси массивная, среднезаторфованной - среднесетчатая тонкошлировая, переходящая вниз по разрезу к среднешлировой и толстошлировой. Также встречается частостоистая мелкошлировая текстура, переходящая к редкослоистой средне-толстошлировой.

Содержание органического вещества в песках заметно не отражается на криогенной текстуре.

  Заключение

Многолетнемерзлые породы часто содержат в своем составе органическое вещество, которое влияет на их инженерно-геологические свойства. Поэтому при проведении инженерных изысканий в криолитозоне определение содержания органического вещества в мерзлых породах является необходимым.

  В последние годы в связи с проблемой глобального потепления климата актуально изучение выноса органического вещества, в частности органического углерода, в арктические моря,  также исследование возможной его трансформация бактериями и эмиссии парниковых газов.

  В данной работе проводилось изучение содержания органического вещества в мерзлых породах в районе трассы нефтепровода Ю. Хыльчую – БРП Варандей. Исследуемая территория протягивается с юго-запада на северо-восток по северной окраине Большеземельской тундры и проходит в зонах сплошного (>80%) и прерывистого (50-80%) распространения многолетнемерзлых пород.

  Были выявлены закономерности содержания органического вещества в мерзлых породах различного генезиса, возраста, состава и строения. Было, в частности, установлено, что:

Наибольшее среднее содержание органического вещества (до 60% и более), как и следовало ожидать,  характерно для озерно-болотных отложений. В озерно-аллювиальных отложениях среднее содержание органического вещества около 29%, в аллювиально-морских отложениях до 11,4%, в морских отложениях около 4%, в отложениях аллювиального типа – 3,8%, что связано, по-видимому, с особенностями переноса и седиментации отложений. Содержание органического вещества в мерзлых породах уменьшается с глубиной. Наибольшее содержание органического вещества приурочено к небольшим глубинам, до 2,5 м, что, по-видимому, связано с современными процессами почво - и торфообразования. Относительное содержание органического вещества уменьшается в более дисперсных мерзлых породах, с большим содержанием глинистых и пылеватых  частиц. Содержание органического вещества в мерзлых породах мало  изменяется в зависимости от содержания песчаных частиц и более крупных фракций. Плотность мерзлых пород, как и следовало ожидать, уменьшается с увеличением содержания органического вещества. Однако для различных по составу пород и  диапазонов плотности эта зависимость проявляется по-разному. Содержание органического вещества увеличивается в мерзлых породах с большей суммарной влажностью (льдистостью).

Закономерности содержания органического вещества в породах различного возраста и строения для изучаемого района нуждаются в дополнительных исследованиях.

  Список литературы

, Геворкян зависимости прочностных и деформационных характеристик мерзлых грунтов от относительного содержания органического вещества. М.: Фундаментпроект, 2012. 18 с. Александрова вещество почвы и процессы его трансформации. М., 1980. 287с.   Тепло  и  массоперенос  в природных  дисперсных  системах  при промерзании  Минск,  1991.  192  с. ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». М.: , 1996. 30 с. Грунтоведение. /, , Зиангиров редакцией . - М.:Изд-во МГУ, 2005. 1024 с.   (ред. )  Лабораторные  методы  исследования  мерзлых  пород. M.: Изд-во  МГУ,  1985.  351  с. Ершов   геокриология. M.: Недра, 1990. 559 с. , , Чеверев мерзлых пород. Учебник. – Изд-во МГУ, 1987. – 311с. Жесткова T. H., Заболоцкая M. И., Рогов.   строение  мерзлых пород. M.: Изд-во  МГУ, 1980. 135 с. Инженерно-геокриологические исследования и методическое обеспечение изысканий трассы нефтепровода Ю. Хыльчую – БРП Варандей. ФГУП ПНИИС, Москва. 2003. Кривов деформирования и разрушения мерзлых засоленных грунтов района Большеземельской тундры. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М.: МГУ имени , 2009. 25 с. и  др.  Общее  мерзлотоведение. M.: Изд-во  МГУ, 1978. 456 с. , Толстихин H. И., Некрасов. И. А., Акимов A. T. и др. Общее мерзлотоведение. Новосибирск, Изд-во Наука, 1974. 291 с. Основы геокриологии. Ч.2. Литогенетическая геокриология.  Под ред. – М., Изд-во МГУ, 1996. – 399с.: ил. . Геоинформационное картографическое моделирование инженерно-геокриологических условий севера Тимано-Печорской  нефтегазоносной провинции по верхнему горизонту криолитозоны. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Институт криосферы Земли Сибирского отделения РАН, Тюмень, 2012. 139 с. Роман торфяные грунты как основания сооружений. Новосибирск: Наука, 1987. 224 с. Роман -механические свойства мерзлых и торфяных грунтов. Новосибирск: Наука, 1981. 134 с , , и . Органический углерод в четвертичных отложениях побережья Карского моря. Криосфера Земли, 2006, т. X, No 4, с. 35–43. (ред.). Геоэкология  Севера (введение в геокриоэкологию). M.:  Изд-во  МГУ,  1992. 270 с. Тюрин вещество почвы и его роль в плодородии. М., 1965. 320с.