Испытания показали, что сезонное оттаивание снижает сейсмостойкость склона и меняет глубину разрушения

Экспериментально-численное исследование сезонно мёрзлых склонов показало, что одно и то же сейсмическое воздействие может приводить к разному механизму разрушения в зависимости от температурного состояния массива. Для модели склона в период оттаивания переход к пластическому разрушению начинался при пиковом ускорении примерно 0,4–0,6 g, тогда как для промёрзшего состояния критическое воздействие оказалось выше, передает ScienceDirect.

Исследователи сравнили два температурных сценария: склон в период сезонного оттаивания и склон в холодный период с промёрзшим массивом. Критическое пиковое ускорение, при котором происходила потеря устойчивости, составило около 0,6 g для оттаивающего склона и 0,8 g для промёрзшего.

Различался и сам механизм деформации. Зоны, формирующиеся на границе промерзания и оттаивания, работали как ослабленные поверхности, контролируя начало разрушения. В моделях глубина такой поверхности составляла около 9,8 см для состояния оттаивания и 12 см для промёрзшего массива.

Авторы пришли к важному для противооползневого проектирования выводу: холодный склон необязательно требует меньшего объёма укрепления только потому, что при землетрясении он оказывается более устойчивым. Формирующаяся поверхность разрушения в холодном состоянии располагается глубже. По расчётам исследователей, требуемая глубина стабилизирующих мероприятий для промёрзшего сценария оказалась примерно на 22,44% больше, чем для тёплого.

Отдельно исследовалась динамическая реакция массива. При ускорении 0,6 g один из введённых авторами температурно-динамических показателей менял знак, что свидетельствовало о перестройке реакции склона при росте сейсмической нагрузки.

Работа интересна для проектирования дорог и железных дорог в районах сезонного промерзания тем, что показывает ограниченность расчёта только для одного температурного состояния. Склон, устойчивый при землетрясении зимой, после сезонного оттаивания может перейти в пластическое состояние при существенно меньшем ускорении. При этом геометрия потенциальной поверхности разрушения также меняется, а значит, сезон следует учитывать не только при выборе прочностных характеристик грунта, но и при назначении глубины противооползневых конструкций.

Исследование опубликовано в Engineering Geology в октябре 2026 года и посвящено склонам из метаморфического песчаника в районах сезонного промерзания. Авторы отдельно отмечают необходимость калибровки полученных зависимостей для других типов пород.