Высокоэффективная теплоизоляция грунтовой дамбы в г. Якутск

Высокоэффективные теплоизоляционные материалы широко используются при строительстве в криолитозоне для тепловой защиты льдотехнических сооружений (плотин, дамб, хранилищ, аэродромов, дорог и др.), а также в целях управления природными и техногенными криогенными процессами и явлениями (наледеобразованием, сезонным промерзанием-протаиванием и др.). Исследование этих процессов является важным и актуальным для регионов Арктики и Субарктики. Целью эксперимента в 1982–1986 гг. было создание противофильтрационной мерзлотной завесы в теле и основании грунтовой дамбы на территории Института мерзлотоведения СО АН СССР (РАН) (г. Якутск) с помощью совместного действия термосифонов (СОУ) и высокоэффективной теплоизоляции (ПХВ-1). В 2024 г. после 40 лет эксплуатации дамбы с ее поверхности были взяты образцы пенопласта для исследования его остаточных теплофизических свойств. Исследования были проведены расчетным способом, а также методами двухточечного анализа и стационарного теплового режима на установке Netzsh HFM 436 Lambda. Исследования показали, что материал достаточно хорошо сохранил теплоизоляционные свойства и целостность, что говорит о высокой надежности и долговечности пенопласта ПХВ-1 в качестве грунтового теплоизоляционного слоя в климатических условиях Якутии. Это позволило сделать вывод о том, что более современные теплоизоляционные материалы, применяемые для сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований и создания мерзлотных завес, теоретически могут иметь длительный срок службы (более 50 лет).

1. Алексеева О.И. Экспериментальные исследования замораживающей системы. В кн.: Климовский И.В., Кузьмин Г.П. (ред.) Исследования мерзлых толщ и криогенных явлений. Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО АН СССР; 1988. С.101–108.

2. Алексеева О.И. Инженерные сооружения на мерзлых основаниях. Учебное пособие. Якутск: Изд-во ФГБУН Ин ститута мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН; 2022. 153 с.

3. Алексеева О.И. Сезоннодействующие охлаждаю щие устройства (СОУ) для мерзлых оснований: аналитический обзор. Якутск: ФГБУН Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН; 2024. 152 с.

4. Павлов А.В. Расчет и регулирование мерзлотного ре жима почвы. Новосибирск: Наука; 1980. 240 с. Pavlov A.V. Calculation and regulation of the permafrost regime of the soil. Novosibirsk: Nauka; 1980. 240 p. (In Russ.)

5. Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерз лых пород на северо-востоке СССР. Новосибирск: Наука; 1979. 304 с.

6. Кацнельсон Н.Ю., Балаев Г.А. Пластические массы. Л.: Химия; 1978. 383 с.

7. Шамаева А.П., Тимошенко А.Г. Теплофизические свойства пеноуретана марки «Рипор-12 ТН». В кн.: Ива нов Н.С. и др. (ред.) Тепловая защита инженерных сооруже ний и коммуникаций Крайнего Севера. Якутск: ЯГУ; 1980. С.172–177.

8. Алексеева О.И. Исследование температурного режи ма низконапорных мерзлых плотин при совместном ис пользовании термосифонов и пенопластовой теплоизоля ции. В кн.: Инженерно-геологические проблемы Забайкалья. Чита; 1987. C. 99.

9. Чжан Р.В. Cовременное представление о работе грун товых плотин среднего и низкого напоров в криолитозоне в условиях потепления климата. Природные ресурсы Аркти ки и Субарктики. 2019;24(1):52–66. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2019-24-1-52-66

10. Чжан Р.В., Якимов А.А., Чжан А.А., Заболотник П.С. К оценке устойчивости ограждающей дамбы г. Якутск. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2023;28(1):56 67. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2023-28-1-56-67

11. Герасимов А.С. Золотарь А.И. Устройство теплоизо ляции, исключающей сезонное оттаивание грунтов и фун даментов. В кн.: Конструкции и фундаменты зданий для Арктики. Л.; 1974. C. 59–64.

12. Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков А.Ф., Балу та В.И. Геотермический критерий оценки устойчивости многолетнемерзлых пород слоя годовых теплооборотов. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2024;29(4):543 552. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2024-29-4-543-552

13. Чжан Р.В., Павлова Н.А., Огонеров В.В. и др. Инже нерное освоение низких пойм рек криолитозоны под граж данское строительство: опыт, проблемы, перспективы. При родные ресурсы Арктики и Субарктики. 2020;25(2):89–97. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-2-7

14. Железняк М.Н., Литовко А.В., Жирков А.Ф. и др. Организация мониторинговых площадок на автодорогах в криолитозоне. Дороги России XXI века: общественно-пуб лицистический, научно-технический журнал. 2022;129(3): 70–75.

15. Патент № 2795153 Российская Федерация, МПК G01W 1/00 (2006.01); E02D 1/00 (2006.01). Способ геокриологического мониторинга и оценки состояния автомобильных дорог в криолитозоне : №2021139196 : заявл. 28.12.2021 : опубл. 28.04.2023 / А. В. Литовко, А. Ф. Жир ков, И. И. Сыромятников, М. Н. Железняк ; патентообладатель ФГБУН Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельни кова СО РАН. 7 с. Patent No. 2795153 Russian Federation, IPC G01W 1/00 (2006.01); E02D 1/00 (2006.01).

16. Экструзионный пенополистирол «ПЕНОПЛЭКС» Ре жим доступа: https://www.penoplex.ru/lib/stati/teploizolyatsiya-fundamentov-na-vechnomerzlykh-gruntakh/.

17. Применение экструзионных пенополистиролов в дорожном строительстве в зоне вечной мерзлоты. Режим до ступа: https://rapex-org.ru/images/

18. Звездов А.А. Эффективность применения экструзион ного пенополистирола при зимнем бетонировании методом термоса. В кн.: Актуальные проблемы и перспективы раз вития геокриологии: Материалы VIII Всероссийского науч ного молодежного геокриологического форума с междуна родным участием, посвященного 125-летию и 115-летию ученых-мерзлотоведов Николая Александровича Цытовича и Петра Филимоновича Швецова, г. Мирный, 25 июня – 03 июля 2025 г. C. 21–24.

19. Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков A.Ф. и др. Экономическая эффективность использования новых те плоизоляционных материалов в холодных регионах. При родные ресурсы Арктики и Субарктики. 2025;30(3):404 415. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2025-30-3-404-415

20. Большев К.Н., Алексеев А.А., Иванов В.А. и др. Из мерительные комплексы для натурных экспериментов. Ме тодики и результаты. Приборы. 2020;245(11):30–37.