resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)resar-715Research ArticleНауки о ЗемлеEarth sciencesТемпература начала замерзания засоленных грунтов деятельного слоя в городской среде ЯкутскаFreezing Point of Saline Soils of Active Layer in Urban Environment of YakutskТорговкинНиколай ВладимировичTorgovkinNikolay Vladimirovich

ТОРГОВКИН Николай Владимирович – м.н.с., nicktorg@yandex.ru.

nicktorg@yandex.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute SB RASRussian Federation2016050320252133235Copyright © Торговкин Н.В., 20252025Торговкин Н.В.Torgovkin N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/715

Приводится оценка важнейшего инженерно-геологического показателя – температуры начала замерзания грунтового раствора засоленного грунта – Tbf. Сравниваются два расчетных метода этого показателя, которые применяются при отсутствии экспериментальных данных. Фактическим материалом послужили засоленные грунты деятельного слоя г. Якутска. Первый метод основан на химическом законе Рауля–Вант-Гоффа, который обусловлен влиянием комплекса солей и вычисляется как сумма температур, второй – на основе действующего СП 25.13330.2012 (Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах) и зависит от вида грунта и концентрации порового раствора. Результаты вычислений показали, что температура начала замерзания, рассчитанная по уравнению Рауля–Вант-Гоффа, во всех случаях оказалась ниже, чем по СП. Разница между этими показателями составляла: в песках в среднем 0,2ºС, в супесях 0,6ºС, а в суглинках около 1ºС. Наибольшее различие характерно для поровых растворов грунтов, в химическом составе которых преобладают NaCl и Na2SO4, и присутствуют MgCl2 и CaCl2. При расчете температуры начала замерзания засоленных песков применимы оба расчетных метода. Для засоленных супесей и суглинков в химическом составе которых преобладают хлориды и сульфаты натрия, и, особенно, когда встречаются хлориды магния и кальция, предпочтительнее использовать уравнение Рауль–Вант-Гоффа.

The article provides the results of estimation of important geotechnical parameter which is the freezing point of a saline soil solution – Tbf. Comparison of two calculation methods for the indicator that are applied at absence of experimental data are presented. In this work we considered the saline soils of the active layer of Yakutsk city. The first method is established on the Raoult's law and Van't Hoff factor. It takes into account the salt complex and the temperatures sum is calculated. The second method is based on Code of Practice SP 25.13330.2012 (Bases and Foundations on Permafrost), and Tbf depends on a type of soil pore solution concentration. Our calculations results showed that freezing point being calculated according to the Raoult's law & Van't Hoff factor, in all cases was lower than being determined using the SP. The difference between the calculations results was about 0,2 degrees Celsius for sands, 0,6 degrees Celsius for loamy sands, and about 1,0 degrees Celsius for clay loams. The largest difference is typical for soil pore solutions in chemical composition of which NaCl and Na2SO4 predominate and MgCl2 and CaCl2 are present. For saline sands freezing point calculation both calculation methods are applicable. For saline loamy sands and clay loam in the chemical composition of which sodium chloride and sodium sulphate predominate, and especially when there are magnesium and calcium chlorides, more preferable is to use the Raoult's Van't Hoff equation.

засоленностьтемпература начала замерзания грунтазакон Рауля и Вант-Гоффагрунтовый раствор.salinitygroundfreezing pointRaoult's law & Van't Hoff factorground solutionРабота выполнена в рамках гранта РФФИ № 15–45–05050 «Экспериментальные исследова- ния формирования и эволюции техногенных криопэгов на урбанизированной территории криолитозоны в Центральной Якутии» (2015 г.), а так же при финансовой поддержке Гран- та им. академика П.И. Мельникова для молодых ученых, аспирантов Института мерзлотоведе- ния им. П.И. Мельникова СО РАН и студентов СВФУ – 2016.ReferencesГлинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Наука, 1976. – 712 с.Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Наука, 1976. – 712 с.Курчатова А.Н. Влияние техногенных наледей на засоленность литогенной основы городских ландшафтов Якутии // Криолитозона и подземных вод Сибири. – Якутск, 1996. – Ч.2. – С. 95–105.Курчатова А.Н. Влияние техногенных наледей на засоленность литогенной основы городских ландшафтов Якутии // Криолитозона и подземных вод Сибири. – Якутск, 1996. – Ч.2. – С. 95–105.Макаров В.Н. Геохимия мерзлотных почв в сфере влияния городского техногенеза // Геохимия техногенеза. – Новосибирск: Наука, 1986. – С. 118–124.Макаров В.Н. Геохимия мерзлотных почв в сфере влияния городского техногенеза // Геохимия техногенеза. – Новосибирск: Наука, 1986. – С. 118–124.Павлова Н.А., Данзанова М.В., Сериков С.И. Оценка техногенного влияния на обводненность и гидрохимическую обстановку г. Якутска // Геоэкология. – 2014. – № 3. – С.207–214.Павлова Н.А., Данзанова М.В., Сериков С.И. Оценка техногенного влияния на обводненность и гидрохимическую обстановку г. Якутска // Геоэкология. – 2014. – № 3. – С.207–214.Роман Л.Т., Артюшина В.И., Иванова Л.Г. Зависимость прочности мерзлых засоленных грунтов от температуры начала замерзания грунтовой влаги // Геоэкология. – 1994. – № 1. – С.49–55.Роман Л.Т., Артюшина В.И., Иванова Л.Г. Зависимость прочности мерзлых засоленных грунтов от температуры начала замерзания грунтовой влаги // Геоэкология. – 1994. – № 1. – С.49–55.СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04–88. – М., 2012. – 119 с.СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04–88. – М., 2012. – 119 с.Торговкин Н.В., Макаров В.Н. Агрессивность сезонно-талых и мерзлых грунтов Якутска // Наука и образование. – 2014. – № 1. – С. 85–89.Торговкин Н.В., Макаров В.Н. Агрессивность сезонно-талых и мерзлых грунтов Якутска // Наука и образование. – 2014. – № 1. – С. 85–89.Шац М.М., Сериков С.И. Современное обводнение территории г. Якутска // Наука и образование. – 2009. – № 4. – С.76–80.Шац М.М., Сериков С.И. Современное обводнение территории г. Якутска // Наука и образование. – 2009. – № 4. – С.76–80.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.