- перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://esj.today/61savn223.html

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 506.1 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Галкин, А. Ф. Оттаивание грунта при изменении льдистости по глубине деятельного слоя / А. Ф. Галкин, Н. А. Плотников // Вестник Евразийской науки. — . — URL: https://esj.today/PDF/61SAVN223.pdf (дата обращения: 26.04.2024).

Оттаивание грунта при изменении льдистости по глубине деятельного слоя

Галкин Александр Фёдорович
ФГБУН «Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова
Сибирского отделения Российской академии наук», Якутск, Россия
Главный научный сотрудник
Доктор технических наук, профессор
E-mail: afgalkin@mail.ru

Плотников Николай Афанасьевич
ФГБУН «Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова
Сибирского отделения Российской академии наук», Якутск, Россия
Аспирант
E-mail: plotnikov-nikolay96@mail.ru

Аннотация. Температурный режим грунтов основания в пределах деятельного слоя во многом определяет надежность и безопасность эксплуатации инженерных сооружений в зоне многолетней мерзлоты. Целью работы являлась количественная оценка степени влияния изменяющейся в пределах деятельного слоя льдистости грунтов криолитозоны на глубину их сезонного оттаивания. Получены аналитические зависимости решения однофазной плоской задачи Стефана при переменной льдистости грунта по координате. Решение получено в виде функциональной зависимости критерия Фурье от числа Стефана и безразмерных симплексов, характеризующих степень изменения льдистости и глубину оттаивания грунта. Зависимость изменения льдистости грунта от расстояния считалась линейной. Получена формула для определения относительной ошибки в определении глубины оттаивания грунтов основания при усреднении льдистости по глубине. Приведены результаты сравнительных расчетов по полученным формулам с классической расчетной зависимостью, не учитывающей изменение льдистости грунта. Показано, что относительная расчетная ошибка при определении глубины оттаивания не зависит от критериев Фурье и Стефана и полностью определяется двумя характерными симплексами: безразмерной глубиной оттаивания и степенью изменения льдистости в пределах деятельного слоя. Результаты вариантных расчетов представлены в виде 2D и ЗD графиков, которые позволяют наглядно оценить влияние начальной льдистости грунта и степени её изменения на глубину оттаивания оснований инженерных сооружений. Установлено, в частности, что для небольших значений безразмерной глубины оттаивания (до 1,0) неравномерность льдистости грунта практически не оказывает влияния на конечный результат, при любых значениях числа Стефана. С увеличением значения безразмерной глубины оттаивания до 2,0, зависимость расчетного числа Фурье от степени изменения льдистости уже более существенна и не может быть проигнорирована, как в случае увеличения, так и уменьшения льдистости по глубине деятельного слоя. Причем, чем больше значение критерия Стефана, тем эта зависимость выражена сильнее.

Ключевые слова: многолетняя мерзлота; прогноз; глубина оттаивания; льдистость; ошибка; грунт; температура; теплопроводность

Скачать