Temperature calculation of soil foundation in geotechnical software packages

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A crucial step in addressing the challenge of constructing shallow foundations on seasonally freezing heaving soils is performing temperature calculations of the soil foundation. The software packages Frost 3D and QFrost can be used for conducting these temperature calculations. This research compared the results of calculating frost penetration depths of a test site’s soil foundation using Frost 3D and QFrost with data from geotechnical monitoring. The test site was located in Tyumen, in the vicinity of the Bereznyaki settlement. The study found that using Frost 3D and QFrost software packages for modeling the soil foundation allows for determining frost penetration depths with an error of up to 3.5 %, indicating the reliability of the results and the possibility of using these software packages for performing temperature calculations.

About the authors

D. S. Skvortsov

Industrial University of Tyumen

Email: tmn.skvorcov@mail.ru

A. I. Sinitski

Scientific Center for Arctic Studies

Email: AISinitskii@yanao.ru

E. A. Zhajsambaev

Industrial University of Tyumen

Email: zhajsambaevea@tyuiu.ru

References

  1. Марахтанов В. П. Криогенные деформации свайного основания трубопроводов. Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2013;(5):18–22. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23502631.
  2. Пазиняк В. В., Кутвицкая Н. Б., Минкин М. А. Экспериментальные исследования устойчивости трубопроводов на крупномасштабной грунтовой модели. Криосфера земли. 2006;X(1):51–55. Режим доступа: https://earthcryosphere.ru/archive/2006_1/07.Pazinyak_1_2006.pdf.
  3. Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Москва: Ордена Трудового Красного знамения НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР; 1985. 61 с. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200074992.
  4. Бай В. Ф., Мальцева Т. В., Набоков А. В., Воронцов В. В., Минаева А. В. Теоретические предпосылки расчета песчаных армированных массивов в слабых глинистых грунтах. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011;(1):102–106. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16452831.
  5. Мальцев Л. Е., Мальцева Т. В., Минаева А. В., Набоков А. В. Определение перемещений армирующего элемента песчаного цилиндра. Научно-технический вестник Поволжья. 2012;(2):234–238. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=17779954.
  6. Мальцева Т. В., Набоков А. В., Черных А. В. Применение песчаных армированных свай при строительстве малоэтажных зданий. Вестник Тюменского государственного архитектурно-строительного университета. 2015;(2):34–39. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24389410.
  7. Бай В. Ф., Краев А. Н. Исследование работы песчаной армированной подушки с криволинейной подошвой в условиях слабых грунтов. Вестник гражданских инженеров. 2014;(3):107–110. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21813073.
  8. Тажигулов А. А. Песчаные подушки с геотекстилем на слабых водонасыщенных глинистых грунтах: автореф. дис. канд. техн. наук. Москва: Московский государственный строительный университет; 1993. 20 с.
  9. Татьянникова Д. А., Пономарев А. Б. Модельные штамповые испытания по исследованию работы армированных фундаментных подушек под нагрузкой. В сб.: Инженерно-геотехнические изыскания, проектирование и строительство оснований, фундаментов и подземных сооружений. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет; 2017. С. 219–223.
  10. Мирсаяпов И. Т., Шарафутдинов Р. А. Несущая способность и осадки грунтового основания армированного вертикальными и горизонтальными элементами. Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016;(2):111–116. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_26455345_84235665.pdf.
  11. Гришина А. С. Мащенко А. В., Пономарев А. Б. Результаты исследований прочностных характеристик глинистых грунтов, армированных различными геосинтетическими материалами. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2015;(4):9–21. Режим доступа: https://vestnik.pstu.ru/urbanistic/archives/?id=&folder_id=5274.
  12. Джоунс К. Д. Сооружения из армированного грунта. Мельник В. Г. (ред.). Москва: Стройиздат; 1989. 268 с.
  13. Хрусталев Л. Н. Основы геотехники в криолитозоне. Москва: ИНФРА-М; 2019. 543 с. https://doi.org/10.12737/textbook_5c6142a7282862.58234241
  14. Павлов А. Р., Матвеева М. В. Итерационная разностная схема для задачи тепломассопереноса при промерзании грунтов. Вестник Самарского государственного университета. Серия естественнонаучная. 2007;(6):242–252. Режим доступа: http://vestniksamgu.ssau.ru/est/2007web6/math/2007560310.pdf.
  15. Кроник Я. А., Демин И. И. Расчеты температурных полей и напряженно-деформированного состояния грунтовых сооружений методом конечных элементов. Москва: МИСИ; 1982. 102 с. 16. Роман Л. Т. Механика мерзлых грунтов. Москва: Наука/Интерпериодика; 2002. 425 с.
  16. Макаров А. С., Краев А. Н., Твердохлеб С. А., Шанхоев З. Ш. Результаты экспериментального исследования и численного моделирования плоскопараллельного промораживания образца грунта в экспериментальном стенде. Интернет-журнал «Транспортные сооружения». 2017;4(4):09TS417. http://dx.doi.org/10.15862/09TS417
  17. Сахаров И. И., Парамонов В. Н., Парамонов М. В., Игошин М. Е. Деформации морозного пучения и оттаивания грунтов при работе и повреждении сезонно-охлаждающих устройств. Промышленное и гражданское строительство. 2017;(12):23–30. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=32278886.
  18. Кудрявцев С. А., Сахаров И. И., Парамонов В. Н. Промерзание и оттаивание грунтов. Санкт-Петербург: Геореконструкция; 2014. 247 с. Режим доступа: http://geo-bookstore.ru/files/KudrSahPar.pdf.
  19. Мельников А. В. Влияние теплоизоляции фундаментов на изменение температурного режима сезоннопромерзающего основания в районе глубокого сезонного промерзания. Вестник гражданских инженеров. 2012;(6):77–83. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=20153977.
  20. Осокин Н. И., Сосновский А. В., Накалов П. Р., Ненашев С. В. Термическое сопротивление снежного покрова и его влияние на промерзание грунта. Лед и Снег. 2013;(1):93–103. Режим доступа: https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/89.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).