Уникальный метод прогнозирования поведения вечной мерзлоты разработали в Новосибирске
Чтобы оценить поведение грунта в условиях многолетней мерзлоты, были созданы математические модели. Методика пригодится при строительстве дорог, зданий и трубопроводов в районах вечной мерзлоты.
Как сообщили в пресс-службе НГТУ НЭТИ, ученые оценили состояние геологических сред российской Арктики и Сибири. Исследование помогло определить, как именно мерзлые грунты реагируют на изменения температуры, в том числе под влиянием техногенных факторов. Как рассказали в НЭТИ, для этого учеными были созданы специальные математические модели.
По словам руководителя проекта, кандидата физико-математических наук, доцента кафедры геофизических систем НГТУ НЭТИ Анастасии Кутищевой, эта разработка является уникальной. Методика учитывает сразу несколько взаимосвязанных процессов — теплопередачу, механическую деформацию и фазовые переходы воды в грунт. Это дает более точные результаты, чем другие модели.
С помощью численного моделирования было проверено, как именно мерзлые грунты реагируют на изменения температуры и нагрузки. Выяснилось, что мерзлота на территории Арктики и Сибири реагирует не только на смену сезона, но и на тепло от построек и трубопроводов. Например, как рассказали ученые, бетонная свая в грунте создает вокруг себя область постоянного оттаивания. Это делает породу менее прочной, что создает риски для строительства, инфраструктуры, экологии. Также, по мнению ученых, разрушение мерзлых грунтов может привести к выбросу парниковых газов, что ускорит глобальное потепление.
Для проверки этих процессов мы использовали специальные вычислительные методы, которые позволили проследить за изменениями мерзлоты с шагом в 10 минут для суточных процессов и один день для сезонных. Все это в будущем поможет спрогнозировать, как будет вести себя грунт дальше, а также учесть различные факторы при строительстве дорог, зданий и трубопроводов в районах вечной мерзлоты. <...> Кроме этого, созданные алгоритмы мы оптимизировали для параллельных вычислений. Это позволило провести расчеты быстрее и в более высоком разрешении. Чем выше детализация, тем лучше прогноз, а в таких вопросах, как устойчивость зданий или безопасность трубопроводов, точность решает все, — объяснила ученая.
В будущем планируется адаптировать разработки к новым климатическим условиям, расширить возможности программного комплекса, провести дополнительные эксперименты и проанализировать, как изменяющийся климат повлияет на многолетнемерзлые породы.
Самое читаемое
В сентябре в Екатеринбурге откроют «Легенду» 
Из-за сбоя в информсистемах «Аэрофлот» массово отменяет рейсы 
В Литературном квартале Екатеринбурга начали сносить дома 
Хантинг 2.0: новая этика в охоте за талантами на вес золота 
Заросли борщевика станут поводом для изъятия земельных участков