Mathematical Criterion for the Formation of Cryopags during the Freezing of Rocks Saturated with Salt Solution

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Based on a mathematical model that takes into account the osmosis effect, a criterion for the formation of cryopegs in freezing rocks saturated with a salt solution is obtained. It is shown that this criterion significantly depends on the osmosis coefficient. The properties of the cryopeg are investigated depending on the parameters of the problem.

About the authors

M. M. Ramazanov

Institute for Geothermal Research and Renewable Energy – a Branch of Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences; Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mukamay-ipg@mail.ru
Russian Federation, Makhachkala; Moscow

N. S. Bulgakova

Institute for Geothermal Research and Renewable Energy – a Branch of Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences; Dagestan State Institute of National Economy

Email: ipgnatali@mail.ru
Russian Federation, Makhachkala; Makhachkala

L. I. Lobkovsky

Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences

Email: llobkovsky@ocean.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

References

  1. Дубиков Г.И., Иванова Н.В. Засоленные мерзлые грунты и их распространение на территории СССР / В кн.: Засоленные мерзлые грунты как основания сооружений. М.: Наука, 1990. С. 3–9.
  2. Стрелецкая И.Д., Лейбман М.О. Криогеохимическая взаимосвязь пластовых льдов, криопэгов и вмещающих их отложнений центрального Ямала // Криосфера Земли. Новосибирск: ГЕО. 2002. Т. VI. № 3. С.15–24.
  3. Shakhova N., Semiletov I., Dudarev O., Mazurov A.K., Charkin A., Salyuk A., Kosmach D., Karnaukh V., Chernykh D., Gustafsson O., Sergienko V., Lobkovsky L., Ananiev R., Dmitrevsky N., Meluzov A., Tumskoy V., Koshurnikov A., Gunar A., Grigoriev M. Current rates and mechanisms of subsea permafrost degradation in the East Siberian Arctic Shelf // Nature Communications. 2017. V. 8. P. 15872. https://doi.org/10.1038/ncomms15872
  4. Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. Фронтовой режим тепломасспереноса в газогидратном пласте в условиях отрицательных температур // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2018. № 4. С. 75–89. https://doi.org/10.31857/S056852810000562-9
  5. Chuvilin E., Ekimova V., Bukhanov B., Grebenkin S.; Shakhova N.; Semiletov I. Role of Salt Migration in Destabilization of Intra Permafrost Hydrates in the Arctic Shelf: Experimental Modeling // Geosciences. 2019. V. 9 (4). P. 188:1–188:18. https://doi.org/10.3390/geosciences9040188
  6. Якушев В.С. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. М.: ВНИИГАЗ, 2009. 190 с.
  7. Цыпкин Г.Г. Течения с фазовыми переходами в пористых средах. М.: Физматлит, 2009. 232 c.
  8. Васильев В.И., Максимов А.М., Петров Е.Е., Цыпкин Г.Г. Тепломассоперенос в промерзающих и протаивающих грунтах. М.: Наука, Физматлит, 1996. 224 с.
  9. Максимов А.М., Цыпкин Г.Г. Явление перегрева и образование двухфазной зоны при фазовых переходах в мерзлых грунтах // ДАН СССР. 1987. Т. 294. № 5. С. 1117–1121.
  10. Рамазанов М.М., Каракин А.В., Лобковский Л.И. Математическая модель движения растворов с учетом осмотического эффекта // ДАН. 2019. Т. 489. № 1. С. 75–79. https://doi.org/10.31857/S0869-5652489175-79
  11. Рамазанов М.М., Булгакова Н.С., Лобковский Л.И. Осмотическая конвекция // ДАН. Физтка, технические науки. 2022. Т. 504. № 1. С. 47–52. https://doi.org/10.31857/S2686740022020109
  12. Chuvilin E.M., Ershov E.D., Naletova N.S. Mass transfer and structure formation in freezing saline soils // PERMAFROST – Proc. Seventh International Conference. Yellowknife (Canada), Collection Nordicana No 55. 1998. P. 173–179.
  13. Chuvilin E.M. Migration of ions of chemical elements in freezing and frozen soils // Polar Record. 1999. V. 35 (192). P. 59–66. Printed in the UK. https://doi.org/10.1017/S0032247400026346

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences