Смышляев Б. Н. Математическое моделирование температурного режима вечномерзлых оснований опор малых и средних мостов с использованием программного комплекса «Permafrost 3D» / Б. Н. Смышляев, Я. А. Швец, В. Д. Кауркин, И. И. Гнатюк // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 64, № 4. – С. 147–155. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).147-155
10.26731/1813-9108.2019.4(64).147–155
В статье изложены результаты численного моделирования температурного режима вечномерзлых оснований малых и средних железнодорожных мостов, эксплуатирующихся в южных районах распространения вечномерзлых грунтов и построенных по принципу I. Повышенная деформативность опор малых и средних мостов, распложенных в районах распространения вечномерзлых грунтов (северная строительно-климатическая зона) обусловлена повышением температуры вечномерзлых грунтов и их деградацией вследствие особенностей влияния природно-климатических, конструктивно-технологических и техногенных факторов. Для обеспечения эксплуатационной надежности малых и средних мостов на транспортных магистралях необходимо выполнять прогноз температурного режима вечномерзлых грунтов в районе расположения сооружения. Разработка модели мостового перехода малого моста выполняется в среде «AutoCAD», а собственно теплотехнический расчет с использованием программного комплекса «Permafrost 3D», позволяющего решать большеразмерные задачи тепло- и массообмена в трехмерной постановке, и обладает приемлемым для практических целей быстродействием. Разработанную модель вполне возможно с достаточной точностью и адекватностью использовать для прогнозирования температурного режима оснований малых и средних мостов, эксплуатирующихся в южных районах распространения вечной мерзлоты Дальневосточного региона, при различных сценариях изменения природно-климатических и техногенных факторов. Модель может быть использована в практике эксплуатации мостовых сооружений для целей прогноза их деформативности и своевременного принятия управленческих решений, направленных на обеспечение нормального технического состояния и грузоподъемности искусственных сооружений.
- Рекомендации по проектированию и постройке опор автодорожных и железнодорожных мостов на вечномерзлых грунтах / Н.М. Глотов и др. М. : ЦНИИС, 1988. 107 с.
- Дмитриев Ю.В., Бахарев И.И. Оптимальные типы и конструкции малых искусственных сооружений для условий БАМа // Проектирование, строительство и эксплуатация БАМа. Л., 1978. С. 91–93.
- К вопросу о проектировании фундаментов малых и средних мостов в условиях центральной части БАМ / Опарин А.А. и др. // Труды НИИЖТ. Новосибирск, 1975.
- Руководство по проектированию и постройке столбчатых фундаментов и опор малых и средних мостов БАМ на вечномёрзлых грунтах, используемых в основании по принципу I / ВНИИТС. М., 1978. 12 с.
- Wallace A.J., Williams P.J. Problems of building roads in the north. Canadien Geogr. J., 1974. Vol. 89, №1-2, Р. 40–47.
- Пассек В.В., Пассек Вяч.В. Совершенствование алгоритма расчета на ЭВМ температурного режима вечномерзлых грунтов оснований транспортных сооружений // Сб. науч. тр. ЦНИИСа. М., 1996. С. 91–97.
- Герасимова Е.И. Влияние мостового устоя на формирование температурного режима грунтов основания в условиях БАМ. Температурный режим и вопросы повышения устойчивости и долговечности транспортных сооружений на БАМ. М., 1980. С. 33–39.
- Пассек В.В. Расчёт на ЭВМ трёхмерных температурных полей в транспортных сооружениях. // Транспортное строительство. 1978. № 10. С. 37–38.
- Кудрявцев С.А., Юсупов С.Н. Исследование распределения температурных полей в насыпи на участке Забайкальской железной дороги. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС. 2004. С. 27–32.
- Exadaktylos G. E. Freezing–Thawing Model for Soils and Rocks. Journal of Materials in Civil Engineering. 2006. Vol. 18. №. 2. Р. 241–249.
- Coutts R. J., Konrad J. M. Finite Element Modelling of Transient None-Linear Heat Flow Using the Node State Method. Intl. Ground Freezing Conf. France, 1994.
- Barna Lynette A., Shoop Sally A., Coutermarsh Barry A. One-dimensional computer models to estimate frost depth // Cold Regions Engineering. 2009. Р. 110–118.
- Saarelainen S. Modelling frost heaving and frost penetration in soil at some observation sites in Finland. The SSR model. Espoo 1992, VVT, VVV Publication 95. 120 p.
- Liu Jiankun, Li Dongqing, Ma Wei, Zhang Luxin. Modeling of the Sun-Precipitation Shed in Protecting Roadbed-cut on Permafrost in Tibet, China. Permafrost Engineering. Proceedings of the Fifth Symposium on Permafrost Engineering. Yakutsk: Permafrost Institute Press. 2002. Vol. 2.
- Пассек В.В. Методика прогнозирования температурного режима грунтов оснований для проектирования мостовых переходов в условиях заполярья. : дис. кандидата техн. наук : 05.23.15.- Москва, 2000.- 182 с.
- Вербух Н.Ф. Конструктивные решения земляного полотна и искусственных сооружений на автомобильных дорогах для условий центральной Якутии : дис. … канд. техн. наук. М., 2008.
- СП 32-101-95. Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов. М. : Трансстрой, 1996. 95 с.
- Миронов В.А., Гаврилов И.И. Температурный мониторинг земляного полотна зоны БАМ в современных природно-климатических условиях // материалы конф. (Чтения, посвященные профессору Г.М. Шахунянца). М. : МИИТ, 2009. 223 с.
- Кропачев Д.Ю., Гаврилов И.И. Наблюдения за температурой в вечномерзлых грунтах // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 12 С. 12–16.
- Швец. Я.А., Гаврилов И.И. Влияние изменения климата на температурный режим многолетнемерзлых оснований эксплуатируемых искусственных сооружений // Транспортное строительство. 2018. № 10. С. 10–13.