| Аннотация |
В настоящее время Арктика представляет собой динамично развивающуюся территорию, на которой возведение и эксплуатация инфраструктуры осложнены наличием мёрзлых грунтов. Климатические изменения и антропогенные факторы отрицательно сказываются на их состоянии. В этой связи актуальны исследования текущего и прогнозного состояния мерзлоты в естественных и антропогенных условиях, что необходимо для формирования планов по адаптации к климатическим изменениям, проектных и изыскательных работ, управления рисками. Проведение мониторинга температурного режима грунтов в основании действующей инфраструктуры представляется наиболее очевидным решением для контроля состояния мерзлоты. Объект исследования – грунтовое основание зданий, возведённых на мёрзлых грунтах. Предмет исследования – данные, полученные с помощью системы автоматизированного контроля температуры грунтов оснований объектов капитального строительства в г. Салехарде. С целью выявления на ранних этапах негативных изменений в несущей способности мёрзлых грунтов решается задача определения набора критериев на основе анализа данных температурного мониторинга и их статистических характеристик. В г. Салехард в основании 30 зданий пробурены скважины на глубину заложения фундамента, куда смонтировано термометрическое оборудование. Датчики измеряют температуру грунтов каждые 3 ч и передают её на сервер для анализа. Как результат исследования, показана возможность использования амплитуды годовых колебаний температуры грунтового основания и мощности сезонно-талого слоя под зданием для оценки эффективности работы системы термостабилизации грунтов. Анализируя средние и максимальные значения температуры в основаниях объектов, можно выявлять объекты с ослабленными зонами. Приведён набор критериев для выявления объектов с негативными изменениями в мёрзлом грунтовом основании, а статистические характеристики могут послужить основой для автоматизации процесса обработки данных мониторинга. Получаемая информация о параметрах мёрзлых грунтов под зданиями позволит определить текущее состояние грунтовых оснований и спрогнозировать развитие ситуации с целью предотвращения разрушений инфраструктуры.
|
| Список литературы |
1. Горелик Я. Б., Паздерин Д. С. Корректность постановки и решения задач по прогнозу динамики температурных полей в основании сооружений на многолетнемёрзлых грунтах // Криосфера Земли. 2017. Т. 21, № 3. С. 49–59.
2. Громадский А. Н., Арефьев С. В., Камнев Я. К., Синицкий А. И. Дистанционный контроль за температурным режимом вечномёрзлых грунтов под зданиями г. Салехард // Научный вестник ЯНАО. 2019. № 3. С. 17–21.
3. Демидов Н. Э., Гунар А. Ю., Балихин Е. И., Гагарин В. Е., Гузева А. В., Дежникова А. А., Казанцев В. С., Кошурников А. В., Нарижная А. И. Строение, газосодержание и термическое состояние многолетних бугров пучения (булгунняхов) в долине р. Вась-Юган (окрестности г. Салехард, Западная Сибирь) // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21, № 3. С. 27–38.
4. Курилко А. С., Хохолов Ю. А., Дроздов А. В., Соловьев Д. Е. Геотермический контроль грунтов основания копров и устьевой части вертикальных стволов на примере алмазодобывающего рудника «Удачный» (Якутия) // Криосфера Земли. 2017. Т. 21, № 5. С. 82–91.
5. Порфирьев Б. Н., Елисеев Д. О., Стрелецкий Д. А. Экономическая оценка последствий деградации вечной мерзлоты для жилищного сектора российской Арктики // Вестник Российской академии наук. 2021. Т. 91, № 2. С. 105–114.
6. Порфирьев Б. Н., Елисеев Д. О., Стрелецкий Д. А. Экономическая оценка последствий деградации вечной мерзлоты под влиянием изменений климата для устойчивости дорожной инфраструктуры в российской Арктике // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 12. С. 1228–1239.
7. Стетюха В. А. Эффективность использования подземного пространства в суровых климатических условиях // Вестник Забайкальского государственного университета. 2022. Т. 28, № 8. С. 6–17.
8. Стрелецкий Д. А., Шикломанов Н. И., Гребенец В. И. Изменение несущей способности мёрзлых грунтов в связи с потеплением климата на севере Западной Сибири // Криосфера Земли. 2012. Т. 16, № 1. С. 22–32.
9. Шеин А. Н., Камнев Я. К. Обзор научных и производственных работ по изучению многолетнемёрзлых пород в естественных и антропогенных условиях // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2020. № 3. С. 42–50.
10. Filimonov M. Y., Kamnev Y. K., Shein A. N., Vaganova N. A. Modeling the Temperature Field in Frozen Soil under Buildings in the City of Salekhard Taking into Account Temperature Monitoring // Land. 2022. Nо. 11.
11. Zhang Hu, Zhang Jianming, Wangb Enliang, Zhang Mingyi, Zhang Zhilong, Mingtang Chai. Analysis of thermal regime under riverbank in permafrost region // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 123. P. 963–972.
12. Kamnev Y. K., Filimonov M.Yu., Shein A. N., Vaganova N. A. Automated monitoring the temperature under buildings with pile foundations in Salekhard // Geography, Environment, Sustainability. 2021. Vol. 14, no. 4. P. 75–82.
13. Suter L., Streletskiy D., Shiklomanov N. Assessment of the cost of climate change impacts on critical infrastructure in the circumpolar Arctic // Polar Geography. 2019. Vol. 42, is. 4. P. 267–286.
14. Melnikov V. P., Osipov V. I., Brouchkov A. V. Development of geocryological monitoring of undisturbed and disturbed Russian permafrost areas on the basis of geotechnical monitoring systems of the energy industry // Earth’s Cryosphere. 2022. Vol. 26. P. 3–15.
15. Romanovsky V. E., Osterkamp T. E. Permafrost: Changes and impacts // Permafrost Response on Economic Development, Environmental Security and Natural Resources. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2001. P. 297–315.
16. Streletskiy D. A., Suter L. J., Shiklomanov N. I., Porfiriev B. N., Eliseev D. O. Assessment of climate change impacts on buildings, structures and infrastructure in the Russian regions on permafrost // Environ. Res. Lett. 2019. Vol. 14, no. 2.
|
