Большое количество заторфованных грунтов на территории Российской Федерации, особенно в Арктической зоне, обуславливает необходимость изучения их температурного режима и теплофизических свойств. В этой работе приводятся экспериментальные данные по определению пористости, теплопроводности и количества незамерзшей воды песчаных грунтов с различной степенью содержания торфа. Экспериментальные исследования проводились на образцах с нарушенной структурой, которые были представлены слаборазложившимся торфом, среднезернистым речным песком и их различными смесями. Установлено, что степень заторфованности влияет на такие физические величины, как пористость, теплопроводность и количество незамерзшей воды. Для талых заторфованных песчаных грунтов при увеличении степени заторфованности значение пористости увеличивается. Как для талых, так и для мерзлых заторфованных песчаных грунтов теплопроводность с увеличением степени заторфованности уменьшается. При этом теплопроводность для мерзлых грунтов выше, чем для талых. Количество незамерзшей воды также зависит от степени заторфованности грунта и при ее увеличении уменьшается. Измеренные теплофизические свойства заторфованного песчаного грунта могут быть использованы при моделировании температурного режима в зоне распространения мерзлых и талых торфяных грунтов.
The large amount of peaty soils on the territory of the Russian Federation, especially in the Arctic zone, necessitates the study of their temperature regime and thermophysical properties. The paper presents the results of an experimental study of the thermal conductivity and amount of unfrozen water in sandy soils with varying degrees of peat content. Experiments were carried out on samples with a damaged structure, which were represented by slightly decomposed peat, medium-grained river sand and their various mixtures. It has been established that the degree of peat content affects such physical values as porosity, thermal conductivity and the amount of unfrozen water. For thawed peaty sandy soils, as the degree of peat content increases, the porosity value increases. For both thawed and frozen peaty sand soils, thermal conductivity decreases with increasing degree of peat content. Moreover, the thermal conductivity for frozen soils are higher than for thawed soils. The amount of unfrozen water also depends on the degree of peat in the soil and decreases as it increases. The measured thermophysical properties of peaty sand soil can be used to model the temperature regime in the area of frozen and thawed peat soils.

В настоящее время в связи с интенсивным освоением арктического побережья становится актуальным прогнозирование температурного режима мерзлых засоленных грунтов, которые используются в качестве оснований для строительства и эксплуатации сложных инженерных сооружений. Из-за большего содержания в них незамерзшей воды засоленные мерзлые грунты являются менее прочными, чем незасоленные. Засоленность грунтов оказывает большое влияние на тепломассообменные и физико-механические свойства таких грунтов. Основной вклад в изменение этих свойств вносит количество незамерзшей воды. Как известно, незамерзшая вода зависит от температуры замерзания, концентрации порового раствора и начальной влажности. В данной работе приведены результаты экспериментального определения количества незамерзшей воды в зависимости от температуры для засоленного песчаного грунта. Экспериментальные исследования были проведены на образцах речного песка, взятого на берегу р. Лены. Образцы песка увлажнялись раствором хлористого натрия, концентрация которого изменялась в пределах от 0 до 20 %, начальная влажность варьировалась от 4,2 до 20 %. Количество незамерзшей воды при различных температурах определено методом непрерывного ввода тепла, разработанным в Институте физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН. Используя полученные экспериментальные данные, выведена формула, позволяющая рассчитать количество незамерзшей воды при любом изменении начальной влажности, температуры и концентрации порового раствора. Сравнение полученных расчетных данных показало хорошее совпадение с экспериментальными данными. Полученная формула применима только для засоленных песчаных грунтов.