УДК 551.34
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВЕЧНОМЕРЗЛОГО ГРУНТА
ПОД ЗДАНИЕМ СО СВАЙНЫМ ФУНДАМЕНТОМ
Д.А. Крылов
,
А.А. Федотов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
;
Замораживание грунтов оснований зданий и сооружений является одним из
способов поддержания их эксплуатационных свойств в районах распростра-
нения многолетнемерзлых пород. Один из основных факторов, определяющих
прочность и устойчивость зданий и сооружений в криолитозоне, — динамика
температурного режима грунтов их оснований. Тепловое воздействие ота-
пливаемого здания на вечномерзлый грунт приводит к таянию грунта и, как
следствие, к его осадке. Подобные опасные криогенные процессы могут со-
здать аварийную ситуацию. Исследована математическая модель распреде-
ления температурных полей грунтов оснований геотехнических объектов со
свайным фундаментом в криолитозоне. Рассмотрены три случая: здание без
свайного фундамента, установленное непосредственно на поверхности мерзло-
го грунта; здание со свайным фундаментом; здание со свайным фундаментом
с замораживанием грунтов основания с помощью вертикальных термостаби-
лизаторов.
Ключевые слова
:
уравнение теплопроводности, теплопроводность, задача Сте-
фана, фазовый переход, криолитозона, термостабилизатор, свайный фундамент.
TEMPERATURE REGIME OF PERMAFROST SOIL
UNDER THE BUILDING WITH PILE FOUNDATION
D.A. Krylov
,
A.A. Fedotov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
Freezing the soil of the building foundations is one of means for sustaining the
exploitation characteristics of buildings and constructions in the permafrost regions.
One of factors determining the strength and stability of buildings and constructions
in the cryolithozone is dynamics of temperature regime of their foundations. Thermal
influence of the heated building on permafrost leads to thawing of the soil and
as a consequence to its settlement. The similar dangerous cryogenic processes may
create emergency situation. The mathematical model of temperature field distribution
in foundation soils for geotechnical objects with pile foundation in cryolithozone is
studied. Three cases are considered: a building without pile foundation, rested directly
on the surface of the frozen soil; a building with pile foundation; a building on pile
foundation with freezing the foundation soils using the vertical thermal stabilizers.
Keywords
:
heat equation, thermal conductivity, Stefan problem, phase transition,
cryolithozone, thermal stabilizer, pile foundation.
Введение.
Динамика температурного режима грунтов — один из
основных факторов, определяющих прочность и устойчивость зда-
ний и сооружений в криолитозоне. Вследствие теплового воздействия
отапливаемого здания на вечномерзлый грунт, приводящего к оттаи-
ванию грунта, может произойти его осадка и в результате возникнуть
аварийная ситуация.
106
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 3
