Комплексная стабилизация земляного полотна эксплуатируемых линейных транспортных сооружений для их адаптации к изменяющимся геокриологическим условиям Арктической зоны.

Около 65% территории Российской Федерации занимает криолитозона – зона распространения многолетнемерзлых пород. Практически вся территория Арктической зоны характеризуется сплошным или островным распространением многолетнемерзлых пород. Глобальные изменения климата и, отчасти, техногенные воздействия приводят к деградации многолетнемерзлых пород в Арктической зоне, и как следствие, к деформированию объектов капитального строительства, в том числе эксплуатируемых линейных транспортных сооружений. Одними из наиболее неблагоприятных геокриологических проявлений в этой зоне, которые влияют на работу сооружений, являются деформации морозного пучения в деятельном слое и просадки основания земляного полотна из-за деградации многолетнемерзлых грунтов основания. И масштаб деформирования земляного полотна – основы всех линейных транспортных сооружений, достаточно велик. Указанные деформации приводят к экономическим (восстановление деформированных объектов) и социальным потерям, из-за отсутствия альтернативных, удобных и быстрых путей доставки жизненно важных грузов. Угрожают экологической безопасности, а также безопасности жизни и здоровья населения. Поэтому проект направлен на решение научной проблемы адаптации объектов линейной транспортной инфраструктуры к изменениям климата и характеристик многолетнемерзлых пород в Арктической зоне Российской Федерации для предотвращения их дальнейших деформаций. Решение указанной проблемы актуально не только в нашей стране, но и во всех странах мира с похожими природно-климатическими условиями. Целью проекта является научное обоснование и создание методологии комплексной стабилизации грунтов эксплуатируемого в Арктической зоне земляного полотна, в том числе разработку новой технологии, способов (конструкций) и инъекционных составов (материалов) для предотвращения деформаций линейных транспортных сооружений. Внедрение создаваемой методологии позволит адаптировать эксплуатируемые линейные транспортные сооружения (объекты капитального строительства) к изменяющимся геокриологическим условиям Арктической зоны Российской Федерации. Масштаб и комплексность исследования характеризуют такие планируемые этапы, как: экспериментальные полевые исследования; количественная и качественная характеристика криогенных деформаций; разработка геотехнических моделей и компьютерное моделирование водно-теплового и напряженно-деформированного состояния; систематизация взаимосвязанных инъекционных способов стабилизации криогенных деформаций; разработка и применение комплексного подхода при работе с системой «геокриологические условия – проблема – решение»; разработка, подбор и модификация инъекционных составов (материалов) для стабилизации грунтов; создание и научное обоснование критериального подхода к выбору технологии, способов и инъекционных составов в рамках реализации методологии комплексной стабилизации эксплуатируемых линейных транспортных сооружений в изменяющихся геокриологических условиях Арктической зоны. Научная новизна исследований будет заключаться в:- установке связей и зависимостей между характеристиками криогенных деформаций и изменением климатических условий Арктической зоны; - разработке новых геотехнических моделей водно-теплового и напряженно-деформированного состояния системы «земляное полотно – основание» в изменяющихся геокриологических условиях на основе долгосрочного прогнозирования; - выполнении теоретического обоснования критериев применения предложенных моделей, расчетных схем, состава и параметров элементов моделей;- разработке, обосновании комплексного подхода при работе с системой «геокриологические условия – проблема – решение», включающего систематизацию способов стабилизации криогенных деформаций эксплуатируемого земляного полотна;- создании и обосновании критериального подхода к выбору технологии, способов и инъекционных составов.