Выпуск:
2018. Том 4. №4Об авторах:
Григорьев Борис Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; b.v.grigorev@utmn.ruАннотация:
Промышленное освоение криолитозоны зачастую сопровождается изменением теплового режима и нарушением ионно-солевого баланса поверхностного слоя. С этим связана аккумуляция большого количества тепловой энергии и легкорастворимых солей в поверхностном слое грунта, что приводит к увеличению глубины протаивания и засолению грунта на значительных глубинах. Подобные явления имеют место не только в пределах глубины сезонного протаивания, но и в толще мерзлой породы, когда в результате многолетней миграции и концентрирования поровых растворов в подстилающие породы формируются криопэги — линзы талых высокоминерализованных поровых растворов в окружении мерзлого грунта.
Криопэги широко распространены на всей территории вечной мерзлоты. Они снижают несущую способность грунтов оснований и вызывают коррозию бетонных и металлических конструкций.
В настоящее время криопэги остаются слабоизученными в России и за рубежом, поэтому требуется детальное исследование этого криологического объекта, в частности в лабораторных условиях.
Настоящее исследование посвящено изучению процессов миграции ионов солей в поровой воде при движении фронта замерзания, что является главным фактором криогенного концентрирования.
Для этого авторами разработана экспериментальная установка и создана измерительная ячейка, в которую помещается исследуемый влажный грунт. На противоположных сторонах ячейки задается температура, величиной и скоростью изменения которой регулируется движение границы замерзания, направленное сверху вниз. После ряда циклов замерзания-оттаивания проводится определение концентрации и состава солей в четырех интервалах пробоотбора.
В ходе двух серий экспериментов установлен неожиданный результат — значительное увеличение концентрации на 24 и 29% в области начала движения фронта замерзания. Это может быть объяснено массопереносом концентрированного раствора к центрам кристаллизации за счет осмотических сил, что имеет место для использованных в работе глинистых пылеватых грунтов, обладающих высокой величиной удельной активной поверхности и содержанием большого количества незамерзшей воды.
Ключевые слова:
Список литературы:
