Рис. 3. Подводная часть тороса

Еще одной актуальной проблемой ледовых изысканий является определение прочности льда для расчета ледовых нагрузок. Отечественные нормативы и руководства предписывают рассчитывать нагрузки, используя среднюю по толщине льда прочность, полученную в ходе испытаний малых ледяных образцов (СНиП, 1996). Однако такой метод дает завышенные пределы прочности, что ведет к неоправданному утяжелению и удорожанию конструкций. Практические эксперименты показали, что прочность льда, определенная в ходе приложения нагрузки ко всей толщине льда (так называемая «крупномасштабная прочность»), существенно ниже, чем рассчитанная осреднением пределов прочности малых образцов (Алексеев и др., 2001). В результате, в последние годы использование только традиционных методов определения физико-механических характеристик льда для задач инженерных изысканий зачастую уже не устраивает заказчиков, особенно зарубежных. Поэтому в ААНИИ внедрены и уже в течение ряда лет успешно используются методы крупномасштабных испытаний льда (Степанов и др. 2003). Дальнейшим развитием данного направления оказался разработанный в институте метод определения глобальных нагрузок со стороны торосов на сооружение. Основным измерительным средством в этом случае выступает ледокол, воздействующий на торос. При этом регистрируются все параметры движения ледокола по всем степеням свободы, а также усилие на винте. Перед началом испытаний выполняется детальное обследование тороса. Метод определения глобальных нагрузок был успешно реализован в 2008 г. на ледоколе «Капитан Николаев» и в 2009 г. на атомном ледоколе «Ямал» в ходе экспедиционных исследований в северо-восточной части Баренцева моря, направленных на освоение Штокмановского ГКМ.

В практике инженерных изысканий на месторождениях арктического шельфа нередки случаи, когда в состав полевых работ включаются эксперименты, не имеющие прямого отношения к стандартному комплексу изысканий. Это связано с тем, что заказчики часто предпочитают получить наиболее полный комплекс интересующей их информации по природной среде «из одних рук», поскольку морские экспедиции, как правило, сопровождаются дорогостоящей арендой судов, и организация отдельных экспедиций для решения дополнительных задач экономически невыгодна. Примером подобных «дополнительных» исследований являются работы по оценке и минимизации айсберговой угрозы для гидротехнических сооружений. В рамках изысканий на Штокмановском ГКМ, ААНИИ в сотрудничестве с Институтом географии РАН (ИГ РАН) в течение нескольких лет проводились комплексные исследования айсбергов и айсбергопродуцирующих ледников: выполнялись аэрофотосъемка айсбергов и ледниковых фронтов ЗФИ и Новой Земли, воздушное радиолокационное зондирование толщи ледников, гидролокационные исследования подводной части айсбергов, гляциологические работы непосредственно на айсбергах и ледниках, определялись скорости течения ледников и дрейфа айсбергов (рис. 4).

Рис. 4. НЭС «Михаил Сомов» среди айсбергов возле ледника Павлова (Новая Земля)

Опыт ледовых исследований, накопленный в ходе изысканий в 1990–2000-х гг., был в полной мере реализован при подготовке и осуществлении Программы Международного Полярного года 2007/2008 гг. В ходе МПГ были выполнены три экспедиции в северо-восточной части Баренцева моря и Карском море с исследованием ледяного покрова, ледников и айсбергов. На основе собранных материалов, как в ходе изысканий, так и в ходе работ в рамках МПГ, была создана единая база данных по характеристикам айсбергов Баренцева и Карского морей.