Книга соответствует содержанию федеральных дисциплин государственных образовательных стандартов по направлениям подготовки дипломированных специалистов 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газохранилищ», 15030! «Динамика и прочность машин», 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений».

В книге рассмотрены особенности строительства нефтегазовых объектом в условиях Севера. Приведены основные положения механики мерзлых грунтов. Освещены проблемы разработки мерзлых грунтов, методы разрушения мерзлого грунта и применение для земельных работ в условиях Севера машин и оборудования для разрушения грунта. Сформулированы требования к эксплуатации машин для земляных работ в условиях Севера.

Рассмотрены принципы строительства на мерзлых грунтах. Приведены расчеты и методы проектирования зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах, в том числе и нефтегазовых объектов. Сформулированы основные требования и нормативные документы для охраны окружающей среды.

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений нефтегазового профиля по направлениям подготовки дипломированных специалистов 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газохранилищ», 150301 «Динамика и прочность машин», 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений».

Введение

Глава 1. Региональная и историческая геокриология
1.1. Факторы, определяющие существование мерзлых грунтов на земле
1.2. Распространение вечномерзлых грунтов на территории России
Вопросы

Глава 2. Разработка мерзлых грунтов – неотъемлемая часть нефтегазового строительства в условиях Севера
2.1. Общие положения и особенности физико-механических свойств грунтов
2.2. Проблема разработки мерзлых грунтов
2.3. Классификация мерзлых грунтов и их состояние в момент разработки
2.4. Физико-механические и теплофизические свойства мерзлых грунтов
2.5. Классификация вечномерзлых грунтов по трудности разработки
2.6. Природа прочности мерзлых грунтов
2.7. Методы термического разрушения мерзлого грунта
2.8. Общие сведения о технологии земляных и буровых работ в вечномерзлых грунтах
2.9. Производство земляных работ
Вопросы

Глава 3. Машины и оборудование для рыхления вечномерзлых грунтов
3.1. Рыхлители статического действия
3.2. Рыхлители динамического действия
3.3. Машины, разрушающие грунт отрывом
3.4. Машины для нарезания щелей в вечномерзлых грунтах
Вопросы

Глава 4. Машины и оборудование для проходки скважин и шпуров в вечномерзлых грунтах
4.1. Общие сведения
4.2. Машины ударного бурения
4.3. Машины вращательного бурения
4.4. Оборудование для проходки лидерных скважин
4.5. Оборудование для буровзрывных работ
Вопросы

Глава 5. Механика разрушения вечномерзлых грунтов рыхлителями
5.1. Параметры процесса рыхления
5.2. Изнашивание наконечников рыхлителей
5.3. Определение сил сопротивления рыхлению вечномерзлого грунта
5.4. Управление температурным режимом наконечников рыхлителей
Вопросы

Глава 6. Теплофизические процессы системы «рабочий орган – грунт»
6.1. Общие сведения
6.2. Распределение теплоты между контактирующими поверхностями системы «рабочий орган – грунт»
Вопросы

Глава 7. Рыхление и перемещение грунта естественного состояния по принципу I
7.1. Рыхление и перемещение грунта бульдозерами
7.2. Устройство траншей неглубокого заложения с экскаваторами
7.3. Удаление разрыхленного грунта скреперами
Вопросы

Глава 8. Разработка предварительного отепленного грунта по принципу II
8.1. Способы оттаивания грунта
8.2. Радиационное оттаивание
8.3. Гидрооттаивание
8.4. Электроотаивание
8.5. Оборудование для парового оттаивания
8.6. Комбинированные способы оттаивания
8.7. Образование и разработка сушенцев
Вопросы

Глава 9. Требования к эксплуатации машин для земляных работ в суровых условиях вечномерзлых грунтов
9.1. Общие сведения
9.2. Стали и другие материалы, используемые при конструировании машин для вечномерзлых грунтов
9.3. Требования к кабинам машин
Вопросы

Глава 10. Охрана окружающей среды при производстве земляных работ в вечномерзлых грунтах
Вопросы

Глава 11. Расчет и проектирование оснований и фундаментов в условиях Севера
11.1. Теоретические основы теплового и механического взаимодействия инженерных сооружений с мерзлыми грунтами и основные положения механики мерзлых грунтов
11.2. Физические свойства и классификация мерзлых грунтов. Прочность и критическое сопротивление
11.3. Реологические принципы в мерзлых грунтах
11.4. Релаксация и длительная прочность мерзлых грунтов
11.5. Основные теплофизические характеристики мерзлых грунтов
Вопросы

Глава 12. Принципы строительства зданий и сооружений на мерзлых грунтах
12.1. Специфические особенности нефтегазового строительства и использования грунтов Западной Сибири в качестве оснований зданий и сооружений
12.2. Выбор принципа строительства и метода проектирования фундаментов в условиях мерзлых грунтов
12.3. Данные, необходимые для расчета и порядок проектирования фундаментов по принципу I
12.4. Требования к материалам и изделиям при строительстве нефтегазовых объектов в условиях Севера
Вопросы

Глава 13. Методы температурной стабилизации грунтов оснований зданий и сооружений при строительстве в районах распространения многолетнемерзлых и вечномерзлых грунтов
13.1. Общие положения
13.2. Охлаждение грунтов оснований с поверхности
13.3. Охлаждение грунтов оснований продувкой воздуха в скважинах
13.4. Искусственное охлаждение и замораживание грунтов
13.5. Проветриваемые подполья
13.6. Вентилируемые охлаждающие трубы, каналы, фундаменты
13.7. Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ)
13.8. Теплофизические расчеты охлаждения и замораживания грунтов систем температурной стабилизации
Вопросы

Глава 14. Расчеты оснований и фундаментов по предельным состояниям
14.1. Общие положения
14.2. Определение глубины заложения фундаментов при строительстве по принципу I
14.3. Расчет температурного режима вентилируемого подполья
14.4. Расчет оснований при строительстве по способу стабилизации верхней поверхности мерзлых грунтов
14.5. Расчет оснований и фундаментов по несущей способности
14.6. Расчет оснований по деформациям
Вопросы

Глава 15. Устройство оснований и фундаментов при использовании мерзлых грунтов по принципу II
15.1. Общие положения
15.2. Особенности проектирования оснований и фундаментов при использовании мерзлых грунтов по принципу II
15.3. Основания и фундаменты на оттаивающих мерзлых грунтах
15.4. Определение расчетного сопротивления грунта
15.5. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности
15.6. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости на воздействие сил морозного пучения
15.7. Особенности проектирования оснований и фундаментов на сильнольдистых мерзлых грунтах и подземных льдах
Вопросы

Глава 16. Расчет и проектирование нефтегазовых объектов в условиях мерзлых грунтов
16.1. Общие положения. Особенности проектирования прокладки и взаимодействия трубопроводов с мерзлыми грунтами
16.2. Расчет остывания продукта при его транспортировке
16.3. Расчет глубины оттаивания и промерзания грунта в основании подземных трубопроводов
16.4. Расчет подземного трубопровода на прочность и устойчивость
16.5. Расчет наземного трубопровода на прочность и устойчивость
16.6. Особенности расчета и проектирования призм обвалования магистральных газопроводов в условиях мерзлых грунтов
16.7. Расчет свайных опор надземного трубопровода
16.8. Применение СОУ при устройстве свайных фундаментов в условиях мерзлых грунтов
16.9. Задача теплового режима сезоннодействующих охлаждающих устройств
16.10. Особенности расчета осадок зданий компрессорных и насосных станций в условиях мерзлых грунтов
16.11. Особенности строительства резервуаров в условиях мерзлых грунтов
Вопросы

Глава 17. Охрана окружающей среды при строительстве в условиях Севера
17.1. Требования по охране окружающей среды при проведении строительных работ в зоне ММГ
17.2. Воздействие на атмосферный воздух
Вопросы
Литература