Введение к работе
'
_Актуальность томи. Исследование влияния крлогошшх процессов no формирование напряжоїшо-деформировашюго состояния оснований зданий имеет исключительно важное значение для пошпноння надежности и долговечности последних в экстремальных климатических и сложных геокриологических условиях. В СВЯЗИ с этим ставится задача совораонстповшгая метода расчета оснований зданий, 'одним из перспективних путей решения которой начнется разработка методики расчета тормонапрлжонно-дофрмировашюго сос-тоянкя('ЩЦС) оснований, т.о. совместной рошенио тоипоратурной ц'механической задачи на осново единого подхода.
. Анализ технического состояния зданий'и сооружений-в криолито-зоно, провэдешшй многими авторами: Н.А.Цнтовичом.С.С.Вяловнм.П.И. Мельниковым, Ю.Я.Волли, В.В.Докучаоиш, Г.Ь.Порхшвнм,-'С .Б.Ухопим, Д.И.Федоровичем, H.'1/.-іодсропнм, Е.Н.Далматоппм, С.Е.Гро-чищепим, В.П.Ушкпловнм, Л.Н.Хрусталопьм и другими свидетельствует, что одной из распространению: причин их авприп являотся недоучет на стадии проектирования теплового влияния дополни-толыш ностояиних н вромошіих источников топлн на формирование температурного состояния мерзлого основания. К дополнительным Докторам (іоршіровашія ториополой оснований, следует относить прожде всего.постоянно действующие високртемпературшю шіжонорішо коммуникации подземной и поверхностной прокладок, а такжо всовоэмоанно утачки води из зданий и коммуникаций постоянного в вршешого действия.
Значительная часть :)пстроонних"солитобішх зон и промшілен-ішх районов,, а тлкио площади перспективной застройки в Северной отроительно-климатичоской зоно России занят» засолошнми шюголетнеморзлнми грунтами. Природное и -тохногоішоо (под влиянием утечок) засолоішо мерзлих грунтов приводит к значительному изменению их теплотехнических, прочиостннх и' деформационных свойств, чіо в свою очородь, внзипает ИЗМО1ЮІШ0 тормбнлпрлжоп-но-дофэрмироташюго состояния СП1ДС) основания,сложоїшого такими грунтами. К сожалении, до настоящего времени отсутствуют достаточно достопернио и простію шкенорнно методики прогноза температурного и тер;.!анїшрлженііо-до;'о}жйіроваішого состояния основанії!! зданий-на заеолешшх вочноморзлих грунтах с учетом перо-
- 4 -менной температуры, что долаот данвдю задачу восьма актуальной для теории и практики прошшшонного и гражданского строительства в районах Крайнего Севера..
Полью диссертации является разработка методики численного прогноза температурного .и термоиапрялонно-деформироватюго состояния мерзлого засоленного осшвашш, вмощаадэго выоокотом- ' поратурный источник тепла, с учетоц теплового влияния аварийных утечок воды из зданий я шезелериа коммуникаций,. .
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
-
На основании анализа литературных данных определение возможности и пути совершенствования инженерной методики прогноза тешвратурного режима и напряженш-деформировзгаюго оос-тояшія мерзлых грунтов оснований зданий на основа совместной постановки тепловой и .механической задач;
-
Разработка конкретних предложений по такой методике и реализация их в вычислительной программе на'.ЭВМ;
-
Получение численних решений и на основе анализа рошений сории оптимизационных задач выявление тенденции изменения ТНДС мерзлого основания при воздействии на пего -локальних временных и постоянных источников тепла, а такжо вследствие;изменения засолеююсти грунта;
-
Разработка практических рекомендаций по проектированию зданий и инженерных коммуникаций на вечной мерзлото с учетом утечек. '.'"
Научную новизну работы ро'оташіяш: ;
I. Решение задачи о нестационарном'температурном режима . мерзлого заоолешіого основания, вмещающего высокотемпературные инженерные коммуникация поверхностной и подземной прокладки, при тепловом воздействии аварийных уточек.
2,Решение задачи о термонапряжешш-деформиросанном coo- тоянми засоленного вечномерзлого основания при воздействии ло-' калышх постоянных и кратковременных тепловых источников о учетом нестационарного температурного режима. \ „
3,' Показано, что на.формирование термополей и ТЛЩС" мерзлых оснований существенное влияние.оказывают: параметры аварийных утечек и високотемпературних.источников тепла (поверхностных и заглубленных); зависимость модуля общих деформаций.
грунта от ого температури; изменение тармомеханнчоских и топло-фіізпчоокпх свойств грунтов при их засолении и рассолошш.
1Га защиту внпосятсл:
І. Штодика.шшоїюрного'расчота температурного п тормопа-нряжшшо~дзс[ормнро»аішого состояния мерзлого ооповашія, вмещающего високотемпературний зоглубленшн источшік тонла, с учотом теплового влияния аварийных уточек га зданий, и шгаошрішх ком-. муішкаїціїі.
2 і Комплексная впчйслитольная программа, позволяющая осуществить на осііово обцего подхода совместный расчет и анализ .температурного реааіма і: напр'яжошо-двформнровашюго состогашя основания. .,
З.. Результат» и анализ расчетов, вішолішшшх для конкретного объекта, н рекомеїідащиі для шіедроиия в практику проектирования.-
, .Практическое знаменно роботи заключается в слодуодем.
-
Разработана 'комплексная вычислительная программа, которая позволяет шконорзм-прооктнровщпкаы, занимающимся вопросами строительства ц реконструкцій здаїпііі в условиях криолито-3 0ШІ, осущєстшіять совместные расчоти температурного ромзша и тормонапряжншо-деформнрованного состояния массивов морэлих засбленшсс грунтов основашиї и y;:to на ранних стадиях проектирования и иіконерішх нэнс коїти болоо обоснованно решать вопроси 'выбора способа использования морэлих грунтов в качество оснований зданпіі, возводимых вблизи ужо существующие високотемпературних 'подземных сооружении.' '':
-
Предлагаемая методика может быть использована также при проведении экспертного анализа причин аварий здишій и сооружении в условиях крнолитозони.
-
Разработана практические рокомоїщаіпш по рациональному, размещению теплосетей вблизи зданий возводшпх'по I принципу использовашш вочномерзлих грунтов в качества оснований сооружений;
-
Лолучениио результати позволили разработать конкрэт-ние рекомендации но проводению' роионтио-восстаиовиталъш.'х работ аварийных здании п.Синогорье Магаданской области.
Результати исследовании использовались при проведошш на-. учно-послодовательских работ в отраслевой лаборатории (ЖШШЭС кафэдрп Механики грунтов,основании и -фундаментов ГЛІСІІ им.В.В. Куіібікева. "
Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзном семинаре "Рациональное природопользование в кра-оллтозоне" (г.Якутскі 1990 г.) и но ХІУП научно-технической конференции ШСИ им. В.Б.Куйбшева, (г.Москва, 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы две печатные работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (155 наименований), изложена на №6 страницах машинописного текста, в том числе SO рисунков и 3 таблицы.