Впервые в состав почвенно-мелиоративных изысканий включены мерзлотно-мелиоративная съемка, районирование и прогноз. Рассмотрены особенности мелиорации мерзлотных почв и грунтов, нормативные вопросы и положения, методика мерзлотно-мелиоративных изысканий и исследований. Сформулированы основные принципы и методы разработки мерзлотно-мелиоративных и противокриогенных мероприятий. Учтены достижения в области изучения мерзлотных почв и грунтов, криогенных явлений и процессов, а также опыт ряда проектных и научных организаций по мелиорации в условиях Севера.

Рассмотрены природные воздействия с различной энергетикой на земную поверхность, определяющие свойства грунтов осваиваемой территории и ключевые подходы к районированию ее пригодности для строительства проектируемых объектов. Показано, что главные природные факторы - температурный, климатический и тектонический - в разных сочетаниях формируют различные инженерно-геологические условия. Учитывая диапазоны характерных значений природных факторов, проанализированы возможные факторные сочетания, формирующие все типы литогенных и криолитогенных формаций и отражающие генетическое разнообразие различных инженерно-геологических условий.

Интенсификация промышленного освоения месторождений полезных ископаемых - одна из основных причин загрязнения окружающей среды. Продвижение промышленного производства в северные регионы страны поставило новые задачи, связанные с проблемой захоронения дренажных рассолов в многолетнемерзлые породы криолитозоны. В попытках решения этой проблемы возникла необходимость в изучении процесса взаимодействия рассолов и мерзлых пород. В работе представлены результаты математического моделирования инфильтрации высокоминерализованного раствора, аналогом которого являются дренажные рассолы, в мерзлый массив горной породы. Разработанная математическая модель инфильтрации высокоминерализованного раствора позволяет учитывать его поступление как за счет вымывания солей с территории рудного склада (I), так и из естественного пруда-отстойника (II), расположенного на удалении от бровки уступа карьера. При расчетах учитываются условия термодинамического равновесия льда с высокоминерализованным раствором, которые обеспечивают его плавление и соответствующее разбавление раствора. А также изменения фазового объема рассматриваемой системы высокоминерализованный раствор - поровый лед (появление воздушной депрессии), вызванной плавлением льда. Использованы модели фильтрации в средах с переменной пористостью. Модель позволяет рассчитывать зоны удаления порового льда в горном массиве в соответствии с траекториями течения рассола в породе.

Одним из эффективных способов защиты от протаивания подземных горных выработок шахт и рудников Севера, эксплуатирующихся в знакопеременном или положительном тепловых режимах, является применение в том числе теплозащитных набрызгбетонных покрытий с легким наполнителем. В статье приведены результаты исследований на основе разработанной методики и программного комплекса по прогнозу динамики и особенностям формирования теплового режима в горных выработках золотороссыпной шахты криолитозоны закрепленных металлической и комбинированной теплозащитной набрызгбетонной крепью. Выполнены прогнозные расчеты параметров теплового режима выработок, представленных в графическом виде. Сделаны выводы, что теплозащитная крепь толщиной до 10 см не обеспечивает защиту горных выработок от растепления, и для предотвращения этого необходимо применение более совершенных крепей и регулирование теплового режима в шахте в летний период. В случае консервации шахты на летний период применение теплозащитного набрызгбетона позволит сместить срок консервации шахты на начало июня, тем самым продлив добычной сезон. Подчеркивается, что тепловой режим является основным фактором, определяющим условия работы горнодобывающего предприятия - круглогодичные или с консервацией на летний период, которые определяются технико-экономическим расчетом. Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ (тема № 0297-2021-0021, ЕГИСУ НИОКТР N 122011800083-0) с использованием (прибора, приборной базы, инфраструктуры и др.) ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН в рамках реализации мероприятий по гранту N 13.ЦКП.21.0016.
One of the effective ways to protect underground mines in mines of the North, operating in alternating or positive thermal conditions, from thawing is the use of heat-protective sprayed concrete coatings with light filler. The article presents the results of research based on the developed methodology and software package for predicting the dynamics and features of the formation of the thermal regime in the mine workings of a gold placer mine in the permafrost zone secured with metal and combined heat-protective shotcrete support. Forecast calculations of the parameters of the thermal regime of workings presented in graphical form were carried out. It was concluded that heat-protective support up to ten centimeters thick does not protect mine workings from thawing and to prevent this it is necessary to use more advanced supports and regulate the thermal regime in the mine in the summer. If the mine is mothballed for the summer, the use of heat-protective shotcrete will allow the mine mothballing period to be shifted to the beginning of June, thereby extending the mining season. It is emphasized that the thermal regime is the main factor determining the operating conditions of a mining enterprise - year-round or with conservation for the summer period, which are determined by technical and economic calculations. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0021 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800083-0) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center "Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

Исследовано влияние прочности вечномерзлых грунтов на нижний предел несущей способности оснований зданий и сооружений. Выведена функция для наибольшей предельной нагрузки на основание из всех минимально допустимых нагрузок, которая гарантирует максимальную надежность сооружения. Обоснован алгоритм расчета прочностных характеристик грунтов по данным о несущей способности основания

Свойства мерзлых грунтов определяются многими факторами и существенно зависят от температуры, влажности, гранулометрического состава, насыпного веса и т.д. Для выяснения характера деформирования и разрушения образцов мерзлых грунтов, отобранных с берегов техногенного озера, образованного на дне отработанного карьера "Интернациональный", были проведены исследования их основных физико-механических свойств и испытания на одноосное сжатие искусственно изготовленных образцов кубической формы с ребром 100 мм. Проведенные испытания показали, что в исследуемом грунте отсутствуют легкорастворимые соли, но в незначительном количестве присутствуют среднерастворимые (загипсованность 1,12 %). Ввиду незначительного содержания солей замораживание образцов происходит при минимальной отрицательной температуре. Прочность мерзлых образцов значительно увеличивается с понижением температуры, однако при нижнем и верхнем пределе пластичности практически не отличается. Получены линейные зависимости прочности мерзлых грунтов, отобранных со дна карьера ҺИнтернациональныйһ, от температуры при различной влажности. В мерзлом состоянии при температуре -3 °C и влажности 16 % средняя прочность искусственно изготовленных образцов составляет 2,34 МПа, а при влажности 26 % - 2,93 МПа. С дальнейшим понижением температуры до -5 °C средняя прочность образцов породы возрастает до 4 МПа, а при температуре -10 °C средняя прочность образцов породы достигает 7 МПа. Определено, что при температуре ниже -7 °C исследуемые грунты переходят в разряд скальных грунтов малой прочности.