Ученые разработали бюджетный и быстрый способ оценки замерзания воды в арктических грунтах

rift rio grande
Фото: indicator.ru

15 марта 2022 г.

Сотрудники Сколковского института науки и технологий ("Сколтех") и Научно-исследовательского центра "Строительство" предложили новый подход к оценке замерзания воды в грунтах в холодных регионах, который подходит для разных типов грунта и при этом более бюджетный, чем существующие аналоги. Результаты работы опубликованы в журнале Cold Regions Science and Technology, сообщила пресс-служба "Сколтеха".

"Мы показали, что наш метод применим к грунтам с разным размером частиц, минеральным составом, содержанием органического материала и солей. Результаты хорошо согласуются с прямыми измерениями, в том числе спектроскопией ядерного магнитного резонанса, поэтому мы можем говорить о достижении необходимой точности и рекомендовать свой метод для определения точки замерзания и содержания незамерзшей воды в грунтах разных типов", - сказал ведущий научный сотрудник "Сколтеха" Евгений Чувилин, слова которого приводятся в сообщении.

Как пояснили авторы работы, когда речь заходит о строительстве на вечной мерзлоте в арктическом регионе, нужно понимать, при какой температуре замерзает или оттаивает тот или иной грунт и каково остаточное содержание жидкой воды в нем. Эти параметры влияют на механические свойства грунта и нужны для расчетов при строительстве жилых домов, транспортной инфраструктуры и промышленных объектов: газопроводов, нефтяных скважин и так далее.

Необходимые измерения можно провести при помощи спектроскопии ядерного магнитного резонанса или контактным методом, но первая процедура стоит так дорого, что доступна лишь крупным организациям, а вторая требует много времени и опять же немалых затрат - в связи с тем, что нужно много образцов грунта, которые должны охлаждаться дорогостоящим оборудованием.

В новой работе ученые предложили альтернативный подход, основанный на запатентованном ими ранее водно-потенциометрическом методе. Этот метод предполагает использование сравнительно недорогого оборудования, работает быстро и не требует заморозки грунта. Для анализа образцы ступенчато высушиваются, при этом регистрируется, как меняются энергия связи воды в порах с частицами грунта и давление пара над влажным образцом - по этим величинам можно вычислить температуру замерзания и содержание незамерзшей воды.

"Метод могут уже сейчас брать на вооружение специалисты, которым интересна не столько тонкая физика процесса, сколько решение конкретных задач. Наша работа дает ответы на вопросы, которые могли у них возникнуть. Будет ли метод работать на грунте определенного типа? Какова его точность? В каком температурном диапазоне он апробирован? Мы обозначили преимущества и показали конечному пользователю, что наш метод - это проверенное и конкурентоспособное решение его проблемы", - добавил Чувилин.

Источник: ТАСС

Печать

Joomla SEF URLs by Artio