Численное моделирование влияния миграционной влаги в промерзающем и оттаивающем глинистом грунте на прочностные характеристики основания

• Автор: Кажарский, Алексей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение
Г лава 1. Основные направления исследования процесса промерзания, морозного пучения и оттаивания грунтов

1.1 .Анализ существующих теорий процесса промерзания грунтов

1.2. Анализ существующих теорий процесса замерзания и миграции грунтовой влаги

1.3. Анализ существующих теорий процесса оттаивания мерзлых грунтов

1.4. Выводы по главе

2. Разработка модели промерзающего и оттаивающего грунта в зависимости от миграции влаги
2.1 Математическая модель теплофизических процессов с учетом фазовых переходов воды в спектре отрицательных температур
2.2. Разработка численной модели грунта в зависимости от изменения влажности в процессе промерзания и морозного пучения грунта
2.3. Математическая модель процесса оттаивания промороженных грунтов
2.4. Математическая модель вычисления напряжений в грунте
2.5. Выводы по главе
3. Экспериментальное обоснование численного моделирования влияния миграционной влаги в промерзающих грунтах на прочностные свойства грунтов основания
3.1. Промерзание столбика грунта сверху
3.2. Моделирование Промерзания столбика грунта снизу и сверху
3.3. Распределение температуры столбика грунта
3.4. Численное моделирование процесса оттаивания в сравнении с аналитическими решениями

3.5. Стабилометрические исследования влияния влажности на изменение прочностых характеристик грунтов
3.6. Численное моделирование миграционного процесса
3.7. Выводы по главе
4. Примеры расчета процесса промерзания, морозного пучения и
оттаивания
4.1. Численное исследование процесса промерзания, морозного пучения и оттаивания на примере натурного наблюдения
4.2. Исследования процесса промерзания и морозного пучения грунта с учетом миграционной влаги
4.3. Исследование процессов морозного пучения и оттаивания участка земляного полотна Сахалинской железной дороги
4.4. Выводы по главе
Основные выводы
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Одной из приоритетных задач государственной программы социально-экономического развития Дальнего Востока и Забайкалья, утвержденной распоряжением Правительства РФ 29 марта 2013 г., является совершенствование транспортной и энергетической инфраструктуры региона. Предусматривается увеличение пропускной способности Транссибирской и Байкало-Амурской магистралей, расширение портовой и аэродромной сетей, увеличение объемов строительства автомобильных и железных дорог, развитие электроэнергетики. Реализация названных задач в сложных природно-климатических условиях Дальневосточного федерального округа во многом определяется эффективностью методов проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации сооружений в сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтах, позволяющих прогнозировать все возможные неблагоприятные состояния оснований с учетом меняющихся свойств грунтов.
Строительство и эксплуатация сооружений в условиях Дальневосточного региона связаны со сложными природно-климатическими и инженерно-геологическими условиями. В этом случае, при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, необходимо выполнять многофакторную оценку, позволяющую расчетным путем прогнозировать все возможные неблагоприятные воздействия и предусматривать эффективные конструктивные мероприятия, исключающие их.
В настоящее время процессы, происходящие непосредственно в природном массиве грунта, мало изучены. Современные программные комплексы расчета промораживаемых и оттаивающих оснований направлены, в основном, на решение либо теплофизических, либо влагопроводных задач и не учитывают совместную оценку напряженно-

Подведем итоги, заканчивая исторический обзор.
Изучение мерзлых грунтов и морозного пучения впервые было начато русскими инженерами и учеными. В течение всего времени наша отечественная наука не только сохраняла свою ведущую роль, но и оставила далеко позади исследования, проведенные в зарубежных странах. Советские ученые в области механики мерзлых грунтов дали неизменно больше, чем все зарубежные вместе взятые.
Работа русских исследователей протекала на принципиально новых основах: она имела своей конечной целью решение народнохозяйственных задач и пользовалась мощной поддержкой государства.
Организованность, целеустремленность, масштабы работ - все эти стороны нашей науки сказались и на результатах изучения деформаций сезоннопромерзающих грунтов. Резким контрастом являются работы иностранных ученых с полным разнобоем в исследованиях, узостью деятельности и описательным характером работ.