随着俄罗斯东部和北部地区（尤其是北极区）水利工程和交通建设的发展，越来越多的工程必须在冬季、在河流和水库的冰面上进行。由于交通基础设施不发达，冰面经常作为承载货物的平台、冰上渡口和冬季机场。这些设施在寒冷冬季，气温持续低于零度条件下建设。冰层必须具备足够的承载能力（载重能力），此外，在整个使用期内，冰下水深不得少于1米（以最低水位和最大冰厚为准）。如果冰层厚度不足以保证安全使用，可以采用传统的提高冰层承载能力的方法，如从冰底或冰顶增厚冰层，或使用木质轨枕加固冰层等。实践经验表明，通过这些方法加固的冰层的物理机械性能会受到多种外界因素的影响（如结冰时的积雪和风力、环境温度等）。这些方法仅对特定厚度范围内的冰层有效，同时也增加冰层形成深裂缝的风险。因此，冰层高强度新型复合材料的开发，以及将具有不同物理机械性能加固元件的引入均成为一个具有前景的解决方案。项目团队建议使用土工合成材料或多种改性剂（如针叶、碳纳米管、亚麻纤维、木屑、玻璃纤维等）作为加固材料。分析结果的表明，这些方法能使冰的抗弯强度提高不超过80%。为了提升厚度不超过0.4米冰层的承载能力，可采用表面加固技术，使用硬性材料（如玻璃钢筋）和弹性材料（如聚氯乙烯和聚丙烯管），以及由金属或塑料建筑网制成的平面、空间和圆柱形骨架，这些骨架能有效增强冰层在静态和动态载荷下的承载能力。在此情况下，冰层被视为一种高强度复合材料，即使在导致裂缝产生的极限载荷下，也能保持承载能力，因其结构连续性确保水体支撑力的更有效利用。

从20世纪30年代开始，冰层被广泛用作承载平台，比如，冬季极地站点设施和设备的安装，以及冰上机场和冰上渡口的建设。众所周知，传统的提高冰承载能力的方法并非总是有效，且冰层的物理机械性能可能受到多种外部因素的显著影响。预测冰在动载荷作用下的行为是一项相当困难的任务，因为载荷速度可能发生显著变化（比如，机动车辆行驶、飞机在冰面着陆及滑行）。在静态和动态载荷下，冰的强度也可能受到多种冰况的显著影响，例如冰底深度及其变化、表面积雪情况和贯穿裂缝的存在。目前几乎没有关于通过增强元件提高承载能力后的冰层受力变形状态的数据。在静态和动态载荷作用下增强冰层性能新方法的开发和研究，将显著延长冰上结构的使用寿命，简化其建造工艺，并在开发北极、西伯利亚和远东等交通基础设施严重缺乏的偏远地区时产生显著的经济效益。通过将具有特定物理机械性能的空间骨架引入冰体结构，可以实现冰层的表面加固，从而确保特定工程任务建造冰上结构，因为在实际应用中并非总是需要冰结构具有极高的硬度和强度。这种方法在采用更低价格且更高效的加固材料方面，以及在延长结构使用寿命和提高其承载能力方面，可能带来显著的经济效益。