Анализ взаимодействия энергоэффективных конструкций фундаментов с грунтовым массивом

• Автор: Захаров, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 166 с. : ил.

FJIABA 1. Анализ применения и методов расчета энергоэффективных фундаментов
1.1. Общие сведения об энергоэффективных фундаментах
1.2. История формирования и развития термодинамики грунтов
1.3. Существующие методы расчета энергоэффективных фундаментов
1.3.1. Общие положения теории теплопроводности грунта
1.3.2. Аналитические и численные расчеты
1.4. Основные выводы по главе и постановка задачи исследования по
работе в целом
ЕЛАВА 2. Полевые экспериментальные исследования грунтового массива
2.1. Постановка задач
2.2. Анализ инженерно-геологических условий экспериментальной
площадки
2.3. Определение теплофизических характеристик грунтов
2.4. Мониторинг распределения температурных полей в грунтовом
массиве и температуры наружного воздуха
2.4.1. Планирование и оборудование для проведения мониторинга
2.4.2. Монтаж системы мониторинга
2.4.3. Результаты мониторинга распределения температурных полей в
грунтовом массиве
2.4.4. Результаты мониторинга температуры наружного воздуха
2.5. Мониторинг изменения уровня грунтовых вод
2.6. Выводы по главе
ЕЛАВА 3. Создание модели изменения температурных полей грунтового основания
3.1. Выбор программного комплекса и его описание
3.2. Создание численной модели изменения температурных полей
грунтового основания
3.3. Оценка адекватности численной модели
3.4. Решение тестовых задач
3.5. Выводы по главе
ЕЛАВА 4. Численное моделирование взаимодействия энергоэффективных фундаментов с окружающим грунтом
4.1. Инженерно-геологические условия г. Перми
4.2. Планирование численного эксперимента
4.3. Проведение численного эксперимента
4.4. Анализ результатов численного эксперимента
4.5. Сопоставление количества получаемой тепловой энергии для
различных типов энергоэффективных фундаментов для г. Перми с опытом проектирования и строительства в зарубежных странах
4.6. Выводы по главе
ЕЛАВА 5. Методика проектирования энергоэффективных фундаментов

5.1. Область применения полученных зависимостей для расчета энергоэффективных фундаментов
5.2. Укрупненный алгоритм проектирования энергоэффективных фундаментов
5.3. Примеры проектирования энергоэффективных фундаментов
5.3.1. Пример проектирования энергоэффективных фундаментов малоэтажного здания
5.3.2. Пример проектирование энергоэффективных фундаментов многоэтажного административного здания
5.4. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ №1 «Анализ архивных данных по инженерногеологическим изысканиям близлежащей территории»
ПРИЛОЖЕНИЕ №2 «Результаты расчета в программном комплексе
ОеоБйкНо 2007»
ПРИЛОЖЕНИЕ №3 «Справка о внедрении результатов научно-исследовательской работы»

Одной из основных задач, стоящих в настоящее время перед специалистами геотехниками, является повышение экономичности применяемых фундаментов за счет разработки и внедрения в практику строительства высокоэффективных конструктивно-технологических решений.
Одним из путей повышения эффективности применения различных конструкций фундаментов, является стимулирование увеличения их энергоэффективности с учетом периода эксплуатации зданий и инженерных сооружений.
В настоящее время в зарубежной практике строительства нашли широкое применение энергоэффективные конструкции фундаментов (ЭЭФ) «двойного» назначения. Кроме выполнения основной функции - передачи полезной нагрузки на грунтовое основание, они позволяют использовать за счет развитой контактной поверхности фундаментов геотермальную энергию окружающего грунтового массива для отопления зданий в период их эксплуатации, тем самым повышают эффективность их использования.
Исследования взаимодействия энергоэффективных конструкций фундаментов с грунтовым массивом также соотносятся с целями государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», в части реализации энергосберегающих технологий и проектов.
В настоящее время ЭЭФ успешно применяют во многих странах, таких как: Канада, Австралия, США, большинство европейских стран, имеются примеры внедрения в станах с тропическим климатом. Однако в России их применение пока не нашло широкого внедрения в практику строительства. По нашему мнению, это связано с отсутствием достаточных для разработки методики проектирования ЭЭФ экспериментальных данных. В связи с этим, проблема изучения взаимодействия различных типов энергоэффективных

0,000

-20,000
-19,000
Рис. 2.9. Схема монтажа жгута с термопреобразователями в грунт: а - бурение скважины, б - установка жгута, в - извлечение обсадной трубы, г -обжатие жгута грунтом, 1 - бур, 2 - обсадная труба, 3 - жгут прикрепленный к жесткой проволоке, 4 - гибкий жгут
Первоначально планировалась установка 21 термопреобразователя сопротивления с шагом 1,0 м на максимальную глубину 20 м. Однако, при извлечении обсадной трубы произошло поднятие жгута на 1,0 м, поэтому фактически установлено 20 термопреобразователей на глубинах от 0 до 19м с шагом 1,0 м.
Регистрирующий прибор устанавливался в помещении лаборатории здания строительного факультета ПНИПУ. Жгут кабелей был подведен и подключен к регистрирующему прибору. Также к регистрирующему прибору подключен термопреобразователь фиксирующий температуру наружного воздуха.
После монтажа термопреобразователей непосредственно над ними на поверхности грунта устроен технологический пристрой для выполнения работ по мониторингу УГВ в зимний период.
Для запуска системы мониторинга в рабочую оболочку регистрирующего прибора РТМ-59 вводились следующие исходные параметры: