Инженерно-геологические изыскания в криолитозоне Российской Федерации: актуальные проблемы и пути их решения

В статье автор рассматривает инженерно-геологические изыскания в криолитозоне Российской Федерации: актуальные проблемы и пути их решения.

Ключевые слова: криолитозона, мерзлые грунты, талые грунты, криогенные процессы, инженерно-геологические изыскания, геокриологический мониторинг.

Криолитозона, охватывающая более 65 % территории Российской Федерации, представляет собой уникальный природный регион, характеризующийся наличием многолетнемерзлых пород. Эта особенность существенно влияет на инженерно-геологические условия, делая проектирование и строительство объектов в криолитозоне сложной и ответственной задачей [Кудрявцев, 2010].

Криолитозона характеризуется рядом специфических особенностей, которые необходимо учитывать при проведении инженерно-геологических изысканий:

1. Наличие мерзлых грунтов: мерзлые грунты, отличающиеся отрицательной температурой и наличием льда, обладают значительно сниженными прочностными и деформационными характеристиками по сравнению с талыми грунтами [СП 11–105–97, 2003].
2. Криолитозона отличается разнообразием геологических образований: глинами, песками, торфом, каменными породами, каждая из которых по-разному ведет себя при замерзании и оттаивании.
3. Мерзлые грунты подвержены сезонным изменениям температуры, что приводит к талому проседанию и морозному пучению.
4. В криолитозоне происходят различные криогенные процессы, такие как термокарст, морозное пучение, талое проседание, солифлюкция [3].

Недостаточное внимание к специфике мерзлотных условий приводит к возникновению различных проблем:

1. В многих районах криолитозоны отсутствует достаточная информация о глубине мерзлого слоя, составе и свойствах мерзлых грунтов, криогенных процессах.
2. Отсутствие специалистов, имеющих достаточный опыт работы в криолитозоне и знающих особенности инженерно-геологических изысканий в этой зоне, также является серьезной проблемой.
3. Существующие нормативные документы в области инженерно-геологических изысканий в криолитозоне не всегда учитывают современные знания о мерзлотных процессах и особенности климатических изменений.

Для успешного решения актуальных проблем инженерно-геологических изысканий в криолитозоне необходимо принять ряд мер:

1. Необходимо подготовить специалистов, имеющих глубокие знания о мерзлотных условиях и умеющих проводить качественные инженерно-геологические изыскания в криолитозоне.
2. Необходимо создать систему мониторинга криогенных процессов, которая позволит своевременно выявлять изменения в состоянии мерзлых грунтов и принимать необходимые меры.
3. Необходимо обеспечить финансовую поддержку для проведения научных исследований, разработки новых методов изысканий и обучения специалистов.

Современные методы инженерно-геологических изысканий в криолитозоне позволяют получить более точную и полную информацию о геокриологических условиях и оценить влияние мерзлотных факторов на строительство и эксплуатацию объектов [Трофимов, 2015]:

1. Геофизические методы: георадиолокация, сейсмические методы, магниторазведка, электроразведка и др. позволяют определить глубину мерзлого слоя, выявить прослойки талых грунтов, изучить геокриологические процессы и оценить состояние грунтов без необходимости проведения бурения.
2. Скважинные исследования: бурение скважин с отбором мерзлых кернов позволяет изучить стратиграфию и физико-механические свойства мерзлых грунтов, определить температуру грунтов на различных глубинах.
3. Лабораторные исследования мерзлых грунтов позволяют определить их прочность, водопроницаемость, теплофизические свойства и другие важные характеристики.
4. Использование математических моделей для прогнозирования поведения мерзлых грунтов при различных воздействиях, например, при строительстве зданий, прокладке трубопроводов, изменениях климата.

В течение ближайших трех лет в России запустят комплексную систему мониторинга криолитозоны. Уже в 2023-м на российском Севере планируется установить 30 пилотных станций наблюдения. Всего же система будет включать в себя 140 станций. Она необходима для эффективной реализации стратегических планов по освоению Арктической зоны РФ.

В связи с глобальным потеплением существует риск растепления многолетнемерзлых грунтов, что может снизить несущую способность оснований зданий и сооружений и повлечь риск возникновения аварийных ситуаций. В связи с этим компания уделяет особое внимание мониторингу состояния зданий и сооружений, а именно:

– регулярно исследует состояние оснований зданий и сооружений, построенных на вечной мерзлоте

– следит за изменением температуры грунтов в основании зданий

– проверяет свои предприятия на соответствие операционным требованиям, предъявляемым к техническим подпольям

– разрабатывает рекомендации и планы устранения выявленных нарушений для обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений [4].

Литература:

1. «Инженерная геология» под ред. В. Т. Трофимова, 2015 г.
2. «Мерзлотоведение» под ред. В. А. Кудрявцева, 2010 г.
3. «Геокриология» под ред. П. А. Швецова, 2008 г.
4. «Инженерно-геологические изыскания для строительства» под ред. А. И. Потапова, 2013 г.
5. «Методические рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям для строительства в районах распространения многолетнемерзлых пород» (СП 11–105–97)