Архив статей журнала
В настоящее время одной из глобальных экологических проблем является глобальное потепление, вызванное повышенной концентрацией парниковых газов в атмосфере. Метан является одним из ключевых газов, влияющих на климатические изменения. Концентрация метана значительно увеличилась в атмосфере за последние 20 лет и продолжает увеличиваться до сих пор. Ученые и политики всего мира обеспокоены данной проблемой и ищут способы решения глобального потепления. Под общей тенденцией глобального потепления изучение характеристик выбросов метана в промерзающих породах имеет большое значение для точной оценки и прогнозирования содержания парниковых газов в атмосфере. Предметом данного исследования является механизм выброса метана при поверхностном замерзании в осенний период времени. Объектом данного исследования является выброс метана в условиях замерзания. В данной работе в качестве метода исследования выбросов метана рассматривается уникальный программный комплекс Solidworks, который предполагает его использование в таких направлениях, как инженерная геология, мерзлотоведение, грунтоведение и др. Научная новизна данного исследования заключается в том, что в нем разрабатываются механизмы выброса метана при изменении температуры осенью с разных поверхностей: с поверхности водоемов и с поверхности почвы, также в статье предлагаются методы по контролю данного механизма и управлению метановыми выбросами при сезонном похолодании. Кроме того, представлена сравнительная таблица факторов, влияющих на выбросы метана в водоемах и почве при поверхностном замерзании осенью. Делается вывод о возможности приведения данных факторов к единому знаменателю и применении ко всем элементам экосистемы. Для разработки механизмов выбросов метана в данной работе были изучены актуальные научные и опытные исследования последних пяти-десяти лет, такие как замеры метана в торфяниках Китая и Японии, на озере Кортовское (Польша), на Северной Аляске, в тундре и условиях вечной мерзлоты. Результатами данного исследования являются схемы выбросов метана при замерзании почвы и водоема в осенний период времени. Было выявлено, что факторы влияющие на метаногенез и для почвы, и для водоемов имеют схожее происхождение, что связано с тем, что они находятся в одной экосистеме.
Настоящее исследование посвящено длительной ползучести мерзлых засоленных грунтов (песка, супеси и суглинка) в условиях постоянных температур и механических нагрузок, образцы мерзлых грунтов отбирались из современных морских и аллювиальных четвертичных отложений в природных условиях на п-ве Ямал. Особое внимание уделено изучению динамики деформаций во времени при одноосном сжатии. Работа направлена на выявление закономерностей изменения скорости деформации, анализ стадии затухающей и незатухающей ползучести, а также на сопоставление экспериментальных данных с теоретическими моделями старения, упрочнения и течения. Эксперименты проводились в подземной лаборатории Амдерминской мерзлотной станции на глубине 14 м в течение до 9 лет, что позволило исследовать долгосрочное поведение мерзлых грунтов. Результаты имеют важное значение для прогноза устойчивости оснований зданий в условиях вечной мерзлоты и предотвращения их разрушений. Методом исследования являлось длительное лабораторное испытание образцов мерзлых грунтов методом одноосного сжатия при постоянной температуре и нагрузке. Научная новизна данного исследования заключается в продолжительности экспериментов (до 9 лет), что существенно превышает временные рамки большинства ранее проведённых испытаний. В большинстве известных исследований максимальная продолжительность ползучих испытаний мерзлых грунтов в различных режимах не превышала нескольких месяцев. Впервые на большом временном интервале показано, что для песков и супесей наблюдается переход от неустойчивой стадии деформации к стабильной, в то время как для суглинков выявлены нелинейные зависимости, предположительно связанные с трещинообразованием и изменением внутренней структуры. Использование математических моделей позволило уточнить параметры прогноза деформаций, что имеет прикладное значение для инженерных расчётов. Полученные результаты повышают достоверность оценки устойчивости фундаментов и обеспечивают научную основу для проектирования зданий и сооружений в районах вечной мерзлоты.