А.А. Федотов, П.В. Храпов
ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ
ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
В КРИОЛИТОЗОНЕ С ПОМОЩЬЮ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ
Представлена и исследована математическая модель замораживания грунтов оснований геотехнических объектов в криолитозоне с помощью вертикальных термостабилизаторов. <...> Одним из основных факторов, определяющих прочность и устойчивость зданий и сооружений в криолитозоне, является динамика
температурного поля грунтов под их основаниями. <...> Тепловое воздействие отапливаемого здания на вечномерзлый грунт ведет к таянию и
осадке грунта. <...> Если осадка произошла в летний период, то при последующем замерзании возникнет пучение грунта. <...> Другие примеры опасных криогенных процессов:
образование морозобойных трещин, возникающих при резком понижении температуры грунта; образование наледей, обусловленное
различной глубиной промерзания грунта под зданием и на открытой
поверхности, солифлюкция — сползание склона в результате периодического процесса промерзания и оттаивания грунта (подразумевается, что здание или сооружение построено на склоне). <...> Все эти опасные процессы определяются динамикой температуры грунтов под их
основаниями. <...> Поэтому одним из способов поддержания эксплуатационных свойств зданий и сооружений в районах распространения
многолетнемерзлых пород является замораживание находящихся под
ними грунтов. <...> 2012
δ (u − u* ) — дельта-функция; u, u* — температура грунта и фазового перехода соответственно (приближенно принимают u* = 0 °С),
t — время; s ( x, y, z, t ) — мощность внутренних источников теплоты. <...> (2)
где ϕ ( x, y, z ) — заданное распределение температуры в расчетной
области в момент времени t = 0. <...> На границе z = 0 с температурой u = uп.г , где uп.г — температура
поверхности грунта, происходит конвективный теплообмен со средой, имеющей температуру θ (t ) . <...> Плотность теплового потока J п.г на
этой границе выражается через коэффициент теплопередачи h так:
J п.г = h [θ (t ) − uп.г <...>