Методы и методология мониторинга линейных объектов в криолитозоне

Об авторах:

Пушкарев Владислав Евгеньевич, аспирант, кафедра прикладной и технической физики, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; младший научный сотрудник, Научный центр изучения Арктики, Салехард, Россия; vladpuskr@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-4713-209X

Плесовских Кирилл Александрович, аспирант, кафедра прикладной и технической физики, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; младший научный сотрудник, Научный центр изучения Арктики, Салехард, Россия; plesovskih.ka@yandex.ru, https://orcid.org/0009-0000-0631-7656

Вакулин Александр Анатольевич, доктор технических наук, профессор, почетный работник науки и высоких технологий РФ, профессор кафедры прикладной и технической физики, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; a.a.vakulin@utmn.ru

Аннотация:

На линейных объектах, расположенных в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов, актуальным вопросом является разработка комплексного подхода к прогнозированию изменения технического состояния инженерных сооружений под влиянием опасных геокриологических экзогенных процессов. Развитие деформаций грунтового массива в основании инженерных сооружений может привести к переходу конструкций в ограниченно работоспособное или аварийное состояние, а также к полной или частичной потере несущей способности вплоть до разрушения. Для того чтобы избежать перечисленных последствий, необходимо выявить основные причины деформаций автомобильной дороги и разработать пути их устранения и недопущения возникновения. В настоящей статье представлены методы и методология, а также результаты мониторинговых работ на автомобильной дороге «Сургут – Салехард, участок Надым – Салехард», включающие в себя исследования водно-теплового режима земляного полотна, электротомографию грунтов основания и снегомерную съемку. На основе анализа результатов мониторинга разработаны дальнейшие планы по реализации и определению эффективности будущих конструктивных решений.

Список литературы:

Ашпиз Е. С. 2012. Проектирование земляного полотна железных дорог в зоне многолетнемерзлых грунтов // Наука и транспорт. № 4. С. 18–21.

Быков Н. И., Попов Е. С. 2011. Наблюдения за динамикой снежного покрова в ООПТ Алтае-Саянского экорегиона: метод. рук-во. Красноярск. 64 с.

Вавринюк Т. С., Федоренко, Е. В. 2015. Совместный расчет теплового и механического взаимодействия земляного полотна с оттаивающими грунтами основания // Второй Международный симпозиум земляного полотна в холодных регионах: материалы симпозиума, Новосибирск, 24–26 сентября 2015 г. / под ред. А. Л. Исакова и Ц. К. Лю. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения. С. 48–57.

Вакулин А. А. 2011. Основы геокриологии: учебное пособие. 2-е изд. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета. 220 с.

Гребенец В. И., Исаков В. А. 2016. Деформации автомобильных и железных дорог на участке Норильск–Талнах и методы борьбы с ними // Криосфера Земли. Том 20. № 2. С. 69–77.

Дроздов В. В., Шабуров С. С. 2015. Причины возникновения деформаций автомобильных дорог и мероприятия по снижению их интенсивности с высокотемпературным типом вечной мерзлоты в основаниях земляного полотна на примере строительства автомобильной дороги Амур «Чита – Хабаровск» // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. № 2(13). С. 33–45.

Дыдышко П. И. 2012. Стабилизация насыпей на вечной мерзлоте // Путь и путевое хозяйство. № 4. С. 31–34.

Ершов Э. Д. (ред.) 2004. Методы геокриологических исследований: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ. 512 с.

Золотарь И. А., Пузаков Н. А., Сиденко В. М. 1971. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. М.: Транспорт. 416 с.

Исаков А. Л., Устян Н. А. 2021. Проблема деградации вечной мерзлоты в основании земляного полотна железных дорог и пути ее решения на базе теплотехнических расчетов // Современные исследования трансформации криосферы и вопросы геотехнической безопасности сооружений в Арктике, Салехард, 3–12 ноября 2021 г. Салехард: [Б. и.]. С. 177–180. https://doi.org/10.7868/9785604610848046

Краев А. Н., Шанхоев З. Ш. 2019. Моделирование деформированного состояния земляного полотна автомобильной дороги на многолетнемерзлых грунтах // Транспортные сооружения. Том 6. № 1. С. 5. https://doi.org/10.15862/05SATS119.

Кудрявцев С. А., Кажарский А. В., Швец Я. А., Медведев В. В. 2015. Исследование процессов промерзания и оттаивания земляного полотна железных дорог, реконструируемых участков второго пути Байкало-Амурской магистрали на вечномерзлых грунтах // Второй Международный симпозиум земляного полотна в холодных регионах: материалы симпозиума, Новосибирск, 24–26 сентября 2015 г. / под ред. А. Л. Исакова и Ц. К. Лю. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения. С. 12–19.

Кузьмин П. П. 1960. Формирование снежного покрова и методы определения снегозапасов. Ленинград: Гидрометеоиздат. C. 162–168.

Литовко А. В. 2021. Комплексные инженерно-геокриологические исследования на автомобильной дороге «НАМ» // Вестник науки и образования Северо-Запада России. Том 7. № 4. С. 9–15.

Лялюшко Е. С., Емельянович В. В. 2018. Анализ деформаций и назначение мероприятий по их устранению на автомобильной дороге «Амур» (на участках многолетнемерзлых грунтов) // Актуальные вопросы дорожного строительства в суровых условиях: сборник статей I Всероссийской научно-практической конференции дорожников, Чита, 6 декабря 2018 г. / отв. ред. В. В. Вишневский. Чита: Забайкальский государственный университет. С. 5–16.

Пушкарев В. Е., Плесовских К. А., Печкин А. С. 2023. Особенности снегонакопления вдоль автомобильной дороги Салехард – Надым // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. № 3(120). С. 19–31. https://doi.org/10.26110/ARCTIC.2023.120.3.002

Сыромятников И. И., Литовко А. В., Кириллин А. Р. [и др.]. 2023. Геотехнический мониторинг на федеральных автомобильных дорогах в условиях Центральной Якутии // Актуальные вопросы теплофизики, энергетики и гидрогазодинамики в арктических и субарктических территориях (Тэгуа-2023): cборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки РСФСР и ЯАССР, д.т.н., профессора Н. С. Иванова, Якутск, 6–9 декабря 2023 г. Якутск: Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова. С. 138–139.

Сыромятников И. И., Литовко А. В., Кириллин А. Р. и др. 2024. Геотехнический мониторинг на федеральных автомобильных дорогах в области криолитозоны // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. № 3. С. 5–13. https://doi.org/10.15593/24111678/2024.03.01

Трофимов А. Э., Чурилин В. С., Зголич И. А. 2021. Мониторинг водно-теплового режима грунтов земляного полотна автомобильной дороги с основанием из асфальтогранулобетона // Перспективы развития фундаментальных наук: сборник научных трудов XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 7-ми томах, Томск, 27–30 апреля 2021 г. / под ред. И. А. Курзиной, Г. А. Вороновой.
Том 6. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет.
С. 95–97.

Шеин А. Н., Юдицких Е. Ю., Потапов В. В., Калганов А. С. 2018. Лабораторный практикум по электроразведке: учебное пособие. Чита: ЗабГУ. 125 с.

Шестаков А. Ф., Федорова О. И. 2022. Изучение состояния грунтовой насыпи участка автодороги с применением кондуктивных электрических зондирований // Уральский геофизический вестник. № 4(50). С. 51–66. https://doi.org/10.25698/UGV.2022.4.6.51

Шувалов В. М. 2011. Комплексное применение методов геофизики на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений и коммуникаций // Вестник Пермского университета. Геология. № 4. С. 46–60.

Lalomov D. A., Fertoing V. V. 2017. Highway state examination based on combined application of capacitive coupled electrical resistivity tomography and ground-penetrating radar // Engineering Geophysics 2017: Conference Proceedings, Kislovodsk, 24–28 April 2017. Kislovodsk: European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201700423

Niu F. J., Liu M. H., Cheng G. D., et al. 2015. Long-term thermal regimes of the Qinghai-Tibet Railway embankments in plateau permafrost regions // Science China: Earth Sciences. Vol. 58. Pp. 1669–1676. https://doi.org/10.1007/s11430-015-5063-0