Главная – Журналы – Поиск по журналам

Дана характеристика криогенных деформаций (криотурбаций и грунтовых жил), их морфологии и возраста в голоценовых пойменных отложениях в бассейне р. Селенги в условиях сезонной, прерывистой, островной и редкоостровной многолетней мерзлоты в речных долинах. В разрезах пойменных отложений рек Итанца, Илька, Орхон выявлены позднеголоценовые грунтовые жилы и криотурбации в сезонномерзлом слое. Определено время формирования криогенных деформаций на основе детального изучения строения и датирования отложений низкой и высокой пойм рек Итанца, Илька, Орхон. Возраст аллювия с криотурбациями на низкой пойме моложе 2 тысяч лет. На высокой пойме криогенные деформации формировались в позднем голоцене (последние 4.2 тысячи лет). Установлено, что слои аллювия с криотурбациями постилаются влажными и мокрыми гумусированными супесями и суглинками. Криогенные деформации являются палеоклиматическим индикатором условий позднего голоцена Забайкалья, Северной и Центральной Монголии.

Приведены результаты физического лабораторного моделирования процесса промерзания модельного грунта, в качестве которого выбрана глина каолинитового состава. Экспериментально определены основные характеристики компонентного и фазового состава воды в глине, а также ее тепло- и массообменные и деформационные свойства. В ходе физического моделирования отслеживались параметры процесса промерзания, дифференциального пучения мерзлой и усадки немерзлой зон, тепловлагопереноса и порового давления. Сегрегационное льдовыделение в промерзающем грунте, послойное осевое и горизонтальное деформирование, а также динамика плотности и влажности водонасыщенных образцов грунта во времени наблюдались путем применения маркеров положения и цейтраферной видеосъемки.

Путем совместных измерений содержания незамерзшей воды в мерзлой естественной минеральной почве диэлектрическим, калориметрическим и контактным методами подтверждена возможность практического применения диэлектрического метода для измерения содержания незамерзшей воды. Количество незамерзшей воды в калориметрическом и контактном методах оценивалось путем измерения влажности образцов за счет содержания незамерзшей воды, в диэлектрическом методе - путем измерения максимального содержания связанной воды. Определено, что значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, измеренные с помощью калориметрического метода для образцов одного типа почвы с разной первоначальной влажностью, различаются в пределах 17 %. Значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, найденные контактным методом, и значения содержания связанной воды в мерзлой почве, найденные диэлектрическим методом, лежат в диапазоне значений, измеренных с помощью калориметрического метода. Значения содержания связанной воды, найденные диэлектрическим методом, и значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, полученные контактным методом, различаются не более чем на 17 %.

Рассмотрены особенности гидрогеологического строения и режима подземных вод в пойменной части р. Лены в районе г. Якутска на основе детального анализа опубликованных и фондовых материалов, включая результаты полевых работ авторского коллектива 2013-2021 гг. Для характеристики мерзлотно-гидрогеологических условий территории изучены разрезы более 70 скважин. Режимные наблюдения за уровнем подземных вод проведены на пойменно-намывной территории. Исследование химического состава поверхностных и подземных вод основано на обработке более 250 анализов. Установлено, что на высокой пойме в формировании ресурсов надмерзлотных грунтовых вод, помимо инфильтрации речных вод, участвует транзитный подрусловой поток, гидравлически связанный с пойменными таликами. Отмечена сезонная и пространственная изменчивость химического состава воды в р. Лене и в изучаемых таликах. Минимальная минерализация (0.1-0.3 мг/л) и хлоридно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый состав характерны для поверхностных вод и подземных вод четвертичного водоносного горизонта в правобережной части р. Лены. Здесь существуют условия для их питания пресными над- и межмерзлотными водами бестяхской надпойменной террасы реки и подрусловых таликов под малыми реками. У г. Якутска минерализация воды в Лене и четвертичном водоносном горизонте увеличивается до 0.5-1.3 г/л за счет хлорид- и сульфат-ионов, которые обладают хорошей миграционной способностью и поступают с поверхностным и надмерзлотным стоком с надпойменной террасы, где расположен город.

В связи с высокими темпами деградации ледника Большой Азау на Эльбрусе возникла необходимость оценки развития озер на территории, освободившейся ото льда, и на самом леднике. С этой целью проведен анализ разновременной аэрокосмической информации за период 1957-2021 гг., материалов аэровизуальных обследований, сведений из интернет-источников, сообщений и фотографий туристов. Установлено существование в разное время 15 озер площадью 0.14-20.25 тыс. м² на леднике Большой Азау и прилегающей территории. Выявлено длительное существование озера на контакте с ледником на перевале Эхо Войны с площадью до 4.5 тыс. м² в период с 1971 по 2009 г. Максимальная площадь (20.25 тыс. м²) была определена по космоснимку 25.06.2009 г. у озера, расположенного на участке мертвых льдов срединных морен между левым и правым основными потоками льда ледника Большой Азау. В мульдах на поверхности ледника в разное время существовало три озера с максимальной площадью 7.86 тыс. м². Озера на леднике Большой Азау появляются в основном в период таяния снежного покрова, когда в мульдах на участке оттока воды сохраняются в виде плотин массы метелевого снега. Исчезновение озер происходит в результате таяния снежных плотин, а также по подледным и подземным каналам стока.

Вопрос применения композитных материалов на основе льда для строительства инженерных сооружений в сложных метеоусловиях в настоящее время остается малоизученным. При этом использование льда как строительного материала обусловлено простотой и низкой стоимостью изготовления. В свою очередь, лед может быть усилен различными дополнительными элементами, позволяющими изменить его физико-механические свойства в составе композитного материала. В работе представлены результаты экспериментального исследования поведения ледяных балок, усиленных армирующими элементами, при чистом изгибе. Для усиления использованы продольные стержни с разными физико-механическими характеристиками из стеклопластика и полипропилена. Выполнено сравнение полученных результатов с ранее проведенными экспериментами по нагружению ледяных балок, усиленных стальной арматурой. Сделан вывод об эффективности использования предложенных материалов для улучшения механических характеристик ледяного покрова и изучено их влияние на поведение образцов. Отмечено положительное влияние полипропилена на деформируемость образцов и их несущую способность. Предложена схематизация диаграмм деформирования ледяных балок при усилении стальной и стеклопластиковой арматурой, полипропиленовыми стержнями. Анализируется перспективность применения стеклопластиковых и полипропиленовых стержней в составе композита на основе льда.

Изложены исходные посылки прогнозной модели изменения температурного режима массива мерзлых грунтов при обводнении его поверхности. Теплообмен поверхности грунта с атмосферой через водный покров небольшой глубины (до 1 м) описывается эффективным коэффициентом теплообмена, который учитывает интенсивность перемешивания водного слоя в летнее время. Приведены результаты расчета двух параметров нового термического состояния мерзлого массива (температуры на глубине нулевых годовых амплитуд и максимальной глубины сезонного протаивания), возникающего в результате обводнения. Выполнен также анализ скорости перехода к новому состоянию. Показано, что при интенсивном перемешивании водного слоя в летнее время происходит существенное отепление грунтов основания. При отсутствии перемешивания для малых глубин водоема возможно его охлаждающее действие, которое для более глубоких водоемов сменяется отеплением, более слабым, чем в случае перемешивания. Этот анализ выполнен для наименее изученного элемента природно-технической системы “насыпь-водоем-мерзлое основание” с целью контроля корректности расчетной процедуры в более сложном случае двумерного процесса. Приведены результаты численного моделирования динамики температурного поля в мерзлом основании насыпи дорожного полотна при наличии неглубокого водоема вблизи одного из ее откосов. При интенсивном перемешивании водного слоя в летнее время происходит значительное отепление основания насыпи и откосов. Если же процесс перемешивания исключен каким-либо способом, то начальное температурное состояние в основании дороги может быть сохранено в течение всего срока ее эксплуатации. Предложены достаточно простые технические способы устранения процесса перемешивания водного слоя.

Проведен анализ параметров снежного покрова на территории средней и южной таежных подзон европейского Северо-Востока России (Республика Коми). Исследования проведены во II-III декадах марта в 2005-2007 и 2014-2015 гг. на открытых ровных пространствах и в межкроновых пространствах древостоев. Исследования проводились в одних и тех же пунктах мониторинга, что позволило сделать корректный анализ пространственных и временных различий. Путем маршрутных наблюдений осуществлены замеры высоты снежной толщи, по результатам взвешивания при известном объеме образца рассчитаны величины плотности и влагозапаса. Полученные данные сравнивались с данными замеров на станциях Росгидромета. Построены карты-схемы пространственного распределения параметров снежного покрова. Показано влияние ландшафта на снегонакопление: увеличение высоты снежного покрова в “окнах” леса, уплотнение и понижение высоты снега на открытых участках. Широкое территориальное распределение пунктов замеров позволило оценить влияние долготы местности на параметры снежного покрова, что обусловлено особенностями рельефа. Показано влияние рельефа на снегонакопление, особенно сильное вдоль Уральских гор по восточной границе региона, где происходит интенсивное конденсирование и накопление осадков. Выявлено увеличение к востоку в предгорьях высоты снежного покрова и влагозапаса, при этом отмечена зона увеличения плотности снега по западной границе региона. Полученные данные натурных работ согласуются как с многолетними наблюдениями других авторов, так и с данными метеостанций в периоды исследования.

Проведен сравнительный анализ статистических распределений площадей термокарстовых озер в пределах различных генетических типов поверхностей эрозионно-термокарстовых равнин - участков, расположенных на волнистых междуречьях, и участков пониженных поверхностей, занятых хасыреями (аласами), нередко образующими слившиеся массивы. С использованием количественных критериев и космических снимков на материале восьми участков, находящихся в разных физико-географических условиях (Ямал, Тазовский полуостров, Колымская низменность, долина Пенжины), установлено существование статистически значимых различий распределений площадей термокарстовых озер в пределах разных генетических типов поверхностей. На основе статистического анализа показано, что распределение площадей термокарстовых озер является интегрально-экспоненциальным. Это позволяет сделать вывод, что на каждом из двух типов поверхности в пределах эрозионно-термокарстовых равнин устанавливается динамическое равновесие в процессах возникновения, роста и спуска термокарстовых озер. При существенных различиях наблюдается коррелированность значений параметров распределений площадей термокарстовых озер на основной водораздельной поверхности эрозионно-термокарстовых равнин и площадей вторичных озер в хасыреях.

Приводятся сведения о жизни и деятельности выдающегося ученого М.И. Сумгина, рассматривается его вклад в становление и развитие мерзлотоведения - молодой науки о мерзлых горных породах и сопутствующих криогенных явлениях.