МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ОСНОВАНИЙ ОПОР МАЛЫХ И СРЕДНИХ МОСТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «PERMAFROST 3D»

Дата поступления: 
30.09.2019
Библиографическое описание статьи: 

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

Рубрика: 
Год: 
2019
Номер журнала (Том): 
УДК: 
624.139.62
DOI: 

10.26731/1813-9108.2019.4(64).147–155

Файл статьи: 
Страницы: 
147
155
Аннотация: 

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.

Список цитируемой литературы: 
  1. Рекомендации по проектированию и постройке опор автодорожных и железнодорожных мостов на вечномерзлых грунтах / Н.М. Глотов и др. М. : ЦНИИС, 1988. 107 с.
  2. 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.
  3. К вопросу о проектировании фундаментов малых и средних мостов в условиях центральной части БАМ / Опарин А.А. и др. // Труды НИИЖТ. Новосибирск, 1975.
  4. 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.
  5. Wallace A.J., Williams P.J. Problems of building roads in the north. Canadien Geogr. J., 1974. Vol. 89, №1-2, Р. 40–47.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Пассек В.В. Расчёт на ЭВМ трёхмерных температурных полей в транспортных сооружениях. // Транспортное строительство. 1978. № 10. С. 37–38.
  9. 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.
  10. Exadaktylos G. E. Freezing–Thawing Model for Soils and Rocks. Journal of Materials in Civil Engineering. 2006. Vol. 18. №. 2. Р. 241–249.
  11. 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.
  12. Barna Lynette A., Shoop Sally A., Coutermarsh Barry A. One-dimensional computer models to estimate frost depth // Cold Regions Engineering. 2009. Р. 110–118.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Вербух Н.Ф. Конструктивные решения земляного полотна и искусственных сооружений на автомобильных дорогах для условий центральной Якутии : дис. … канд. техн. наук. М., 2008.
  17. СП 32-101-95. Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов. М. : Трансстрой, 1996. 95 с.
  18. 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.
  19. Кропачев Д.Ю., Гаврилов И.И. Наблюдения за температурой в вечномерзлых грунтах // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 12 С. 12–16.
  20. Швец. Я.А., Гаврилов И.И. Влияние изменения климата на температурный режим многолетнемерзлых оснований эксплуатируемых искусственных сооружений // Транспортное строительство. 2018. № 10. С. 10–13.