МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ И ПРОГНОЗА ИХ ИЗМЕНЕНИЯ     

©2022 г. Ф. С. Карпенко  *,  В. Н. Кутергин ,  Е. О. Дернова,
А. А. Осокин 

¹Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН,
Уланский пер., 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия

*E-mail: kafs08@bk.ru

Поступила в редакцию 17.01.2022 г.
После доработки 17.01.2022 г.
Принята к публикации 22.01.2022 г.

Мерзлые грунты традиционно рассматриваются как стабильные образования, изменение строения и свойств которых может происходить только при переходе из мерзлого фазового состояния в талое. Однако, результаты проведенных в последнее время научных и практических исследований показывают, что эти изменения начинаются уже в мерзлом состоянии и носят латентный характер, что подтверждается современной активизацией экзогенных геологических процессов в криолитозоне под влиянием климатических изменений, происходящих в настоящее время. Постепенное повышение температуры грунтов криолитозоны приводит к изменению ее состояния и строения. Считается, что газовая составляющая не оказывает значительного влияния на свойства грунтов при условии сохранения их мерзлого фазового состояния. В статье показано, что миграция газов в мерзлых грунтах начинается уже в условиях повышенных отрицательных температур. Интенсивность этого процесса оказывает существенное влияние на динамику изменения прочностных свойств мерзлых грунтов при нарушении условий их естественного залегания в результате температурного воздействия и действия нагрузок. Указано на необходимость разработки и практического применения новых методик определения прочностных свойств мерзлых пород с использованием прямых методов исследований, таких как трехосные и сдвиговые испытания, результаты которых должны служить основой при проектировании и строительстве новых инженерных сооружений, а также адаптации действующих конструкций в регионах распространения многолетнемерзлых пород.

Ключевые слова: криолитозона, мерзлые грунты, газовые включения, газовыделение, исследование свойств мерзлых грунтов методом трехосного сжатия и одноплоскостного среза

DOI: 10.31857/S0869780922020047    

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богоявленский В.И. Выбросы газа из криолитозоны полуострова Ямал // Бурение и нефть. 2015. №7-8 (163-164). С. 8-13.
2. Карпенко Ф.С., Кутергин В.Н., Фролов С.И., Собин Р.В. Влияние на свойства глинистых грунтов изменений свойств гидратных пленок при температурных воздействиях // Геоэкология. 2021. № 1. С. 69-78. DOI: 10.31857/S0869780921010033
3. Кутергин В.Н., Кальбергенов Р.Г., Карпенко Ф.С., Седов В.В. Новые технологии испытаний грунтов на сдвиг // В сб. Сергеевские чтения. Вып. 12. 2010. М.: РУДН, С. 366–372.
4. Кутергин В.Н., Кальбергенов Р.Г., Карпенко Ф.С. Методы лабораторных исследований связных грунтов: совершенствование на основе современных научных представлений // В сб. Сергеевские чтения. Вып.18. 2016. М.: РУДН, С. 759–764.
5. Перлова Е.В. Особенности газосодержания многолетнемерзлых пород на примере северо-западной части п-ва Ямал: дисс. …. канд. г.-м. н. М.: МГУ, 2001. 178 с.
6. Чувилин Е.М., Перлова Е.В. Формы нахождения и условия формирования газовой компоненты мерзлых пород // Вестник Московсго университета. Сер. 4. Геология. 1999. № 5. C. 55–57.
7. Чувилин Е.М., Перлова Е.В., Дубиняк Д.В. Экспериментальное моделирование условий существования газовых гидратов в морских отложениях п-ова Ямал // . В сб. Материалы Второй конференции геокриологов России, Т. 2. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001. С. 169-173.
8. Якушев В.С. Состав, строение и свойства мерзлых гидратонасыщенных отложений: дисс. …. канд. г.-м. н. М.: МГУ, 1991. 132 с.
9. Karpenko, F.S., Kutergin, V.N., Kotov, P.I., Sobin R.V. Investigation of the Dynamics of Gas Emission from Frozen Soils with Change in Temperature and Pressure // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2020. V. 57. N. 4. P. 305–311.
10. Sergeev D., Khimenkov A., Tipenko G., Vlasov A., Cauquil E., Green E., Dauboin P., Stanilovskaya J., Mnushkin M. Yamal Craters: State of Knowledge and Wished In-situ Investigations // XI. International Conference on Permafrost 20-24 June 2016. Potsdam. Germany p. 997.