Составная насыпь с Г-образными двухфазными закрытыми термосифонами влияет на деформацию вечной мерзлоты: исследование

Совместная исследовательская группа под руководством профессора Чжан Миньи из Северо-Западного института экологии и ресурсов (NIEER) Китайской академии наук (CAS) построила первую пространственно-временную систему наблюдения за термодеформацией. Цель — изучение характеристик термодеформации составной насыпи с Г-образными двухфазными закрытыми термосифонами (LTPCTs) на склоне с вечной мерзлотой. Исследование опубликовано в Acta Geotechnica.

В ходе строительства скоростной дороги Гунхэ-Юйшу в районах вечной мерзлоты Цинхай-Тибетского нагорья (QTP) команда провела полномасштабный полевой эксперимент. Результаты показали, что LTPCTs способны понижать температуру вечной мерзлоты, причем составная насыпь с ними оказывает хороший охлаждающий эффект на подстилающую мерзлоту в своей средней части. В холодный сезон максимальная эффективная зона охлаждения одного термосифона не превышала 2,0 м.

Составная насыпь смогла уменьшить осадку по осевой линии после второго года эксплуатации в эксперименте. Суммарная осадка после пяти лет службы была значительно меньше, чем у контрольной насыпи, благодаря охлаждающим возможностям LTPCTs. Однако, под длинным солнечным склоном составной насыпи всё ещё сохранялся риск сползания, поскольку непрерывно растущая разница деформаций по поперечному сечению может привести к продольным трещинам и повлиять на безопасность движения.

«Наше исследование не только раскрывает характеристики термодеформации составных насыпей с LTPCTs на склоне, но и способствует лучшему пониманию для проектирования и применения таких насыпей в районах вечной мерзлоты», — сказал профессор Чжан.