Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Исследование миграции ионов соли NaCl при направленном многократном промерзании грунта"

Работа на тему: Исследование миграции ионов соли NaCl при направленном многократном промерзании грунта
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
магистерская диссертация
ИССЛЕДОВАНИЕ МИГРАЦИИ ИОНОВ СОЛИ NaCl ПРИ НАПРАВЛЕННОМ МНОГОКРАТНОМ ПРОМЕРЗАНИИ ГРУНТА

16.04.01 Техническая физика Магистерская программа «Физика недр»

Тюмень 2023 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ТЕРМИНОВ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОЦЕССА МИГРАЦИИ ИОНОВ СОЛЕЙ
В ПРОМЕРЗАЮЩИХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ 7
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 13
2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА 13
2.1.1. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА 13
2.1.2. ТЕРМОПАРЫ 19
2.1.3. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 22
2.1.4. ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ 23
2.1.5. СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ХОЛОДНЫХ СПАЕВ ТЕРМОПАР 27
2.1.6. ХОЛОДИЛЬНАЯ КАМЕРА 29
2.2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 31
2.2.1. ПОДГОТОВКА ГРУНТА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ
ВОДНОГО РАСТВОРА ХЛОРИДА НАТРИЯ 31
2.2.2. УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТА 32
2.2.3. СБОРКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 34
2.2.4. МНОГОКРАТНОЕ ЧАСТИЧНОЕ ЗАМОРАЖИВАНИЕ- ОТТАИВАНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ГРУНТА 36
2.2.5. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ ГРУНТА И
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ВЛАЖНОСТИ 37
2.2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРИДА НАТРИЯ
В ПОРОВОМ РАСТВОРЕ 38
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 40
3.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 41
3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ВТОРОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 42
3.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ТРЕТЬЕГО ЭКСПЕРИМЕНТА 43
3.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧЕТВЕРТОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 44
3.5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПЯТОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 45
3.6. РЕЗУЛЬТАТЫ ШЕСТОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 50

СПИСОК ТЕРМИНОВ
Влажность грунта: отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы [14].
Водонасыщенное состояние грунта: состояние грунта при практически полном заполнении пор грунта водой [14].
Мерзлые горные породы: породы, имеющие отрицательную температуру и содержащие лед [10].
Многолетнемерзлые породы: породы, существующие в мерзлом состоянии непрерывно более 3 - 5 лет [9].
Поровые воды (поровый раствор): природные подземные воды, включенные в поры и перемешивающиеся по ним в горных породах разного состава и прочности [9].
Сезонно-талый слой: поверхностный слой грунта (почвы), ежегодно протаивающий в теплый сезон и промерзающий в холодный и ограниченный снизу толщей многолетнемерзлых пород [9].
Температура начала замерзания: температура, при которой в порах грунта появляется лед [24].

ВВЕДЕНИЕ
На протяжении десятилетий ученые всего мира непрерывно исследуют засоление различных по составу почв как один из основных факторов, приводящих к деградации земель сельхозназначения. Эта тема освещена в тысячах публикаций.
В докладе ООН «Состояние мировых почвенных ресурсов», составленном ведущими учеными-почвоведами,засоление почв оценивается как существенная общемировая проблема [5].
В тоже время, как в России, так и за рубежом, проводится несоизмеримо
меньше исследований засоления различных по составу мерзлых горных пород. На эту тему ежегодно публикуется менее сотни научных статей, не говоря уже о монографических изданиях.
В этих публикациях отмечается, что засоление мерзлых пород приводит к существенному ухудшению их механических и прочностных свойств, возрастанию интенсивности криогенного деформирования и разрушения, ускорению процесса морозного иссушения, образованию криопэгов и другим физико-химическим явлениям. Также отмечается увеличение площади распространения и мощности сезонно-талого слоя, вызываемое ускорившейся за последние десятилетия деградацией многолетней криолитозоны, и рост темпов техногенного засоления мерзлых пород [8, 20, 22, 26].
В конечном счете, указанные последствия осложняют хозяйственное и инфраструктурное освоение территорий Крайнего Севера.
В этой связи представляется актуальным расширение экспериментальных исследований для накопления более разнообразных научных данных о процессе миграции ионов солей в различных по составу промерзающих горных породах.
Полученные знания о миграции солей в разных по составу промерзающих породах можно использовать в качестве дополнительного условия для решения конкретных инженерных задач в условиях Крайнего Севера.
Целью настоящей работы является получение экспериментальных данных о перераспределении ионов соли NaCl после частичного замораживания оттаивания засоленного песчаного грунта.
Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:
l. Спроектировать и собрать экспериментальную установку, предназначенную для исследования миграции ионов солей при направленном многократном промерзании грунта.
2. Разработать методику проведения эксперимента.
3. Провести серию экспериментов, в каждом из которых должно происходить, как и в естественных условиях природной среды, многократное частичное замораживание-оттаивание песчаного грунта, насыщенного водным раствором NaCl.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Baker G. Salt redistribution during freezing of saline sand columns with applications to subsea perшafrost: dr. philos. sci. dis. Fairbanks, 1987. 232 р.
2. Bing Н., Не Р., Zhang У. Cyclic freeze-thaw as а шechanism for water and salt migration in soil. Environmental Earth Sciences. 2015. Vol. 74. No. 1. Рр. 675- 681.
3. Chuvilin Е.М., Ershov E.D., Naletova N.S. Mass ti-ansfer and structure formation in freezing saline soils // Proceedings of the Seventh International Conference on Permafrost. 1998. Рр. 173-179.
4. Qiu G., Chamberlain Е., Iskandar I. Ion and moistuгe migгation and frost heave in fгeezing moгin clay // Journal of Glaciology and Geoci-yology. 1986. Vol. 8. No. 1. Рр. 1-13.
5. Status of the World's Soil Resoш·ces. Main Report. Food and Agricultu.-e Organization of the United Nations and Intergovernшental Technical Panel on Soils /
L. Montanarella [et al.]. Rome: FAO and ITPS, 2015. 607 р.
6. The discussion on the transferring direction of solute during freezing / G. Qiu [et al.] // Proceedings of the Third National Conference on Geocryology. 1989. Рр. 211-217.
7. Анисимова Н.П., Павлова Н.А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. Новосибирск: Гео, 2014. 189 с.
8. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Г.В. Алексеев [и др.]. Москва: Росгидромет, 2014. 1008 с.
9. Геокриологическийсловарь/ Г.И. Дубиков [и др.]. Москва: ГЕОС, 2003.
140 С.
10. Гляциологический словарь / В.М. Котляков [и др.]. Ленинград:
Гидрометеоиздат, 1984. 526 с.
11. ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава: дата введения 2015-07-01. Москва: Стандартинформ, 2019. 19 с.
12. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация: дата введения 2021-01-01. Москва: Стандартинформ, 2020. 37 с.
13. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки: дата введения 1986-01-01. Москва: Стандартинформ, 2011. 4 с.
14. ГОСТ 30416-2020. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения: дата введения 2021-09-01. Москва: Российский институт стандартизации, 2021. 14 с.
15. ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик: Стандартинформ, 2019. 19 с. дата введения 2016-04-01. Москва:
16. ГОСТ 59540-2021. Грунты. Методы лабораторного определения степени засоленности: дата введения 2021-09-01. Москва: Стандартинформ, 2021. 23 С.
17. Григорьев Б.В. Замерзание влажных грунтов в равновесных и неравновесных условиях: специальность 01.04.14 Теплофизика и теоретическая теплотехника: дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2013. 135 с.
18. Григорьев Б.В. Экспериментальное изучение миграции ионов растворенной соли NaCl при вертикально направленном замерзании грунта // Известия Томского политехнического университета. Инжинириш георесурсов. 2021. № 7. С. 124-130.
19. Грунтоведение / В.Т. Трофимов [и др.]. Москва: Издательство Московского университета, 2005. 1024 с.
20. Ершов Э.Д. Общая геокриология. Москва: Издательство Московского университета, 2002. 682 с.
21. Налетова Н.С. Массоперенос и криогенное структуро- и текстурообразование в промерзающих засоленных породах: специальность
04.00.07 Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение: дис. канд. геол.-минерал. наук. Москва, 1996. 23 с.
22. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2021 году. Государственный доклад. Москва: Минприроды России, 2022. 684 с.
23. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Ленинград: Химия, 1978. 392 с.
24. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах: дата введения 2021-07-01. Москва: Стандартинформ, 2020. 136 с.
25. Тимофеев А.М., Кравцова О.Н., Протодьяконова Н.А. Экспериментальное исследование перераспределения соли при промерзании засоленных грунтов и водных растворов // Международный научно исследовательский журнал. 2017. № 7. С. 88-90.
26. Фоминых Д.Е. Техногенное засоление почв как геоэкологический фактор при разработке нефтяных месторождений Среднего Приобья: специальность 25.00.36 Геоэкология (науки о земле): дис. канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2013. 22 с.
27. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. Учебное пособие. Москва: Высшая школа, 1973. 448 с.
28. Экспериментальные исследования процессов массопереноса в промерзающих засоленных породах/ Э.Д. Ершов [и др.] //Инженерная геология. 1992. № 4. С. 27-35.