Главная – Журналы – Криосфера Земли 2023 номер 2

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.