Российские ученые продемонстрировали эффективность метода, определяющего температуру замерзания грунта и содержание в нем незамерзшей воды. Такой мониторинг необходим для строительства в районах вечной мерзлоты, что особенно актуально в условиях глобального потепления, из-за которого грунт может оттаивать и становиться нестабильным. Статья опубликована в журнале Cold Regions Science and Technology.Для строительства на вечной мерзлоте в арктическом регионе нужно понимать состояние разного типа грунта при различных температурах. Содержание воды в грунте влияет на его механические свойства. Такие измерения можно проводить при помощи спектроскопии ядерного магнитного резонанса или контактным методом. Однако первая процедура крайне дорогостояща, вторая же занимает много времени.Ученые из Сколтеха и Научно-исследовательского центра «Строительство» предложили альтернативный подход. Запатентованный ими в 2018 году водно-потенциометрический метод использует сравнительно недорогое оборудование, 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. Научный коллектив продемонстрировал эффективность метода, сопоставив его с другими подходами.«Мы показали, что наш метод применим к грунтам с разным размером частиц, минеральным составом, содержанием органического материала и солей, — рассказывает руководитель исследования Евгений Чувилин. — 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».Освещенное в этой статье исследование — последнее в серии работ, представляющих и совершенствующих водно-потенциометрический метод. Проведя его валидацию в сравнении с привычными методами и подтвердив расширенный перечень доступных для анализа грунтов, ученые посылают сигнал инженерам из строительной отрасли, которые теперь могут воспользоваться преимуществами нового подхода.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
