Теоретические основы геокриологического прогноза и картирования криолитозоны РоссииНИР

Theoretical Foundations of Geocryological Forecast and Mapping of Russia's Cryolithozone

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 4 января 2016 г.-30 декабря 2016 г. Анализ современного состояния вопроса о методической базе прогноза и картирования криолитозоны России. Полевые и лабораторные исследования состава и свойств и мерзлых пород
Результаты этапа: Количество публикаций в журналах, индексируемых в базе данных "Сеть науки" (WEB of Science) - 6 Количество публикаций в журналах, индексируемых в базе данных Scopus -3 Количество публикаций в журналах, индексируемых в базе данных Российский индекс научного цитирования - 7 Количество публикаций в журналах, индексируемых в других российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования (Google Scholar, European Reference Index for the Humanities, MathSciNet и др.) Количество конференций - 5 Количество патентов -0 Количество свидетельств о регистрации прав на программное обеспечение -0 Патенты, свидетельства нп ПО и другие результаты интеллектуальной деятельности (всего) -0 Количество защищенных диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук Количество защищенных диссертаций на соискание ученой степени доктора наук Сметная стоимость работ (тыс.руб.-целое число)
2 4 января 2017 г.-30 декабря 2017 г. Результаты полевых и лабораторных исследований состава, строения и свойств многолетнемерзлых пород и динамики мерзлотных процессов
Результаты этапа:
3 4 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разработка научных основ прогноза геокриологических процессов в Арктическом регионе , включая щельф северных морей
Результаты этапа:
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Разработка научных основ картирования территории криолитозоны России и криолитосферы Марса
Результаты этапа: Научные основы для качественного описания процессов, происходящие в засоленных породах и криопэгах под влиянием изменения природных условий.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Теоретические основы геокриологического прогноза и картирования криолитозоны России
Результаты этапа: 1 По итогам проведенных авторами режимных наблюдений на перевалах Северного и Юго-Западного Тянь-Шаня дана оценка развития криолитозоны на исследуемых участках. В ходе буровых и шурфовочных работ были получены данные по составу отложений, которые позволили проинтерпретировать построенные геоэлектрические разрезы. По ним удалось оценить мощность сезонно-талого слоя, мощность многолетнемерзлых пород, проследить кровлю мерзлых пород в таликовых зонах, а также определить в разрезе разрывные тектонические нарушения. Термометрические наблюдения на перевалах за 2015-2018 гг. позволили установить, что на склонах южной экспозиции мерзлота отсутствует. Глубина сезонного промерзания на перевале Жусалы-Кезень составила 4,9 м, среднегодовая температура грунтов + 2,2 °С. На склонах северной экспозиции - напротив - присутствуют многолетнемерзлые толщи. Мощность сезонно-талого слоя составляет 3,7 м, а среднегодовая температура составляет - 0,7 °С (перевал Жусалы-Кезень). Перевалы находятся в поясе прерывистого распространения многолетне-мерзлых пород. Тем не менее, климатические условия существенно отличаются. Среднегодовая температура воздуха на перевале Анзоб ниже, чем на перевале Жусалы-Кезень (-2,5 и - 1,5 °С соответственно). Величина сезонного промерзания на склоне южной экспозиции на Анзобе 1,3 м, что на 3,6 м меньше мощности слоя сезонного промерзания на перевале в Северном Тянь-Шане. Среднегодовая мощность снега на Анзобе 2,5 м, что существенно больше аналогичной величины на Жусалы-Кезень (к середине зимы мощность снега не больше 0,5 м). Показано, что комплексирование геофизических методов (метод ВЭЗ и ЗСБ) - наиболее информативный подход, в условиях высокогорной криолитозоны. При интерпретации данных мы можем сравнить параметры удельного электрического сопротивления и поляризуемости пород. Для работы в горах при изучении глубинной части разреза нами в основном были использованы методы электромагнитного зондирования на переменном токе, которые в наших условиях имеют гораздо меньшие ограничения и позволяют дать полную картину геологического разреза. При детальном изучении верхней части разреза использовался метод ВЭЗ. По результатам геофизических работ на перевале Анзоб многолетнемерзлых пород отмечено не было. Лишь в 2017 году на склоне северной экспозиции был выделен высокоомный слой мощностью от 1 до 0,2 м на глубине 1 - 3 м, предположительно это перелеток. На перевале Северного Тянь-Шаня на склонах северной экспозиции выделены высокоомные слои с довольно низкими удельными сопротивлениями (90 - 500 О м-м) и довольно высокими значениями поляризуемости (10 %) мощностью от 3 до 40 м (перевал Озерный и Жусалы-Кезень). В данном случае речь идет о «высокотемпературной» мерзлоте. Значения удельного сопротивления довольно низкие, так как в породе вероятно, наряду со льдом, содержится незамерзшая вода. 2 Исследования пучинистых свойств сезонного промерзания грунтов проводились на 14 опытных площадках, расположенных вдоль проектируемой трассы высокоскоростной железнодорожной магистрали "Москва-Казань-Екатеринбург". Опытные площадки были выбраны на наиболее характерных участках в пределах геоморфологических структур Московской и Приволжской возвышенности, Владимирской и Нижегородской низменности, что позволило охарактеризовать процесс пучения во взаимосвязи с комплексом природных условий: геологических, климатических и гидрогеологических. Интенсивность пучения пород существенным образом определяется предзимней влажностью пород, а также составом грунтов. Влажность является одним из главных факторов, значительно влияющих на пучинистые свойства грунтов. При испытаниях в условиях притока влаги деформации пучения грунтов значительно увеличиваются относительно деформаций в условиях без притока влаги. Грунты, слагающие слой сезонного промерзания, представлены песками, супесями и суглинками, в верхней части разреза, как правило, с большим содержанием органических веществ. По результатам исследований, деформации пучения песков в среднем составляют efh = 0.028 при испытаниях в условиях с притоком влаги и efh = 0.026 без притока влаги. В супесях деформации пучения составляют efh = 0.034 в условии с притоком влаги и efh = 0.027 без притока влаги, что больше, чем в песках. В суглинках деформации в среднем намного больше в условиях с притоком влаги, чем в песках и супесях, и равны в среднем efh = 0.051, а в условиях без притока влаги ниже, чем в песках и супесях, и составляют efh = 0.026. Большое влияние на пучинистые свойства грунтов оказывает гранулометрический состав. В целом, с увеличением дисперсности относительная деформация пучения грунтов увеличивается. Однако в рассматриваемом регионе наблюдается уменьшение деформаций пучения с увеличением содержания пылеватых частиц в грунте. 3 Данные, полученные при исследовании геофизических свойств грунтов различной засоленности, показали хорошую корреляцию между удельным электрическим сопротивлением грунта и концентрацией его порового раствора, а также между отношением концентрации соли в поровом растворе к температуре и скоростью продольной волны. Эти корреляции суммируют все изменяющиеся параметры (тип грунта по дисперсности, его влажность и засоленность), особенно в средних и сильнозасоленных грунтах. Показано, что при переходе от слабозасоленного к сильнозасоленному состоянию удельное электрическое сопротивление грунта уменьшается в 2-22 раза; эта разница не превышает двух раз для скоростей продольных волн. В сильнозасоленных грунтах удельное элек¬трическое сопротивление перестает зависеть от литологического состава и определяется только концентрацией порового раствора. Это может послужить основой для разработки экспресс-метода определения засоленности при известной влажности грунта. Следовательно, электрические свойства наиболее подходят для ранжирования грунтов по засоленности. Однако сле¬дует отметить, что описанные закономерности получены для нарушенных грунтов, имеющих массивную криогенную структуру. Химический состав этих грунтов был однородным, засоление обеспечивалось только хлоридом натрия. При этом все образцы грунта имели одинаковую плотность и влажность и различались только концентрацией порового раствора и температурой, что позволило установить закономерности изменения геофизических параметров в зависимости от различных факторов. Разработка методики использования полученных обобщающих параметров для геологической интерпретации требует дальнейшего изучения естественных засоленных грунтов.
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Теоретические основы геокриологического прогноза и картирования криолитозоны России
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 января 2022 г. Теоретические основы геокриологического прогноза и картирования криолитозоны России
Результаты этапа:
8 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Теоретические основы геокриологического прогноза и картирования криолитозоны России
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".