Методика определения электрических и акустических свойств мерзлых грунтов в цикле оттаивания

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье представлена оригинальная оптическая методика исследования характеристик образцов мерзлых грунтов. Методика определения количественного состава влаги в мерзлых геологических породах основана на принципах измерения характеристических спектров нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) с использованием двухволнового модуляционного метода регистрации оптического сигнала, излучаемого полупроводниковыми гетероструктурами на основе InGaAsSb. Дальнейшая разработка методики позволит выявить корреляционные зависимости между параметрами отраженного излучения и характеристиками электрических и акустических свойств мерзлых грунтов в цикле оттаивания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Григорьев

МГУ им. М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: photonics@technosphera.ru

Геологический факультет, кафедра Геокриологии

Россия, Москва

А. В. Кошурников

МГУ им. М. В. Ломоносова

Email: photonics@technosphera.ru

Геологический факультет, кафедра Геокриологии

Россия, Москва

Список литературы

  1. Shuna Feng, Junru Chen, Scott B. Jones, Gerald Flerchinger, Miles Dyck, Vilim Filipovic, You Hu, Bingcheng Si, Jialong Lv, Qingbai Wu, Hailong He. Miscellaneous methods for determination of unfrozen water content in frozen soils. Journal of Hydrology. 2024; 631: 130802. doi: 10.1016/j.jhydrol.2024.130802.
  2. Zhang Ji-wei, Murton Julian; Liu Shu-jie; Zhang Song; Wang Lei; Kong Ling-hui et al. Sensitivity and regression analysis of acoustic parameters for determining physical properties of frozen fine sand with ultrasonic test. University of Sussex. Journal contribution. 2020. URL: https://hdl.handle.net/10779/uos.23307314.v1.
  3. Koshurnikov A. V., Kotov P. I., Agapkin I. A. Influence of salinity on the acoustic and electrical properties of frozen soils. Bulletin of the Moscow University. Series 4. Geology. 2019;(6):99–106. Кошурников А. В., Котов П. И., Агапкин И. А. Влияние засоленности на акустические и электрические свойства мерзлых грунтов. Вестник московского университета. Серия 4. Геология. 2019;(6):99–106.
  4. Liu Jianpeng & Yang, Ping & Yang, Zhaohui. Electrical properties of frozen saline clay and their relationship with unfrozen water content. Cold Regions Science and Technology. 2020;178: 103127. doi: 10.1016/j.coldregions.2020.103127.
  5. Motenko R. G., Davletova R. R., Grechishcheva E. S., Alekseev A. G. Experimental assessment of the peat formation influence on the water phase composition in the frozen soils with various granulometric compositions. Bulletin of the moscow university. Series 4. Geology. 2024;1(1):116–122. Мотенко Р. Г., Давлетова Р. Р., Гречищева Э. С., Алексеев А. Г. Экспериментальная оценка влияния заторфованности на фазовый состав воды в мерзлых грунтах различного гранулометрического состава. Вестник московского университета. Серия 4. Геология. 2024;1(1):116–122.
  6. Harrick N. J., Carlson A. I. Internal Reflection Spectroscopy: Validity of Effective Thickness Equations. Applied Optics. 1971;10(1):19. doi: 10.1364/ao.10.000019.
  7. Tsytovich N. A. Frozen soil mechanics. – Moscow: Higher School. 1973. 448 p. Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов. – М.: Высшая. Школа. 1973. 448 с.
  8. Yakovlev Yu.P., Baranov A. N., Imenkov A. N., Sherstnev V. V. and Mikhailova M. P. Optoelectronic LED-photodiode Pairs for Moisture and Gas sensors in the spectral range 1.8–4.8 μm. Proc. SPIE. 1991;1510:128 p.
  9. Khmelevskoi V. K., Kostitsyn V. I. Fundamentals of geophysical methods. – Perm: Perm University Publishing House. 2010. 400 p. Хмелевской В. К., Костицын В. И. Основы геофизических методов. – Пермь: Изд-во Пермского ун-та. 2010. 400 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Измеритель влажности дисперсных сред: a) временная диаграмма излучаемой и регистрируемой мощности СИД; b) конструкция излучателя

Скачать (142KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оптическая схема проведения эксперимента: 1 – СИД излучатель; 2 – приемник (ФД); 3 – исследуемый объект

Скачать (69KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Чертежи используемой установки: а) общий вид установки; b) горизонтальное сечение: 1 – теплоизоляция; 2 – контейнер грунта; 3 – испытуемый грунт; 4 – пьезодиск 30х4 GT205-01 в корпусе GT200UB; 5 – элемент НПВО; 6 – ход лучей в элементе НПВО; 7 – термопара ХК(L) K4; 8 – электроды (AB – питающие; MN –принимающие); 9 – резистор С5-43; 10 – термопары ХК(L) K5; 11 – СИД излучатель; 12 – фотодиод (ФД)

Скачать (232KB)
Метаданные

© Григорьев Д.В., Кошурников А.В., 2024