Научно-исследовательский институт строительной физики

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬНЫХ НАУК

федеральное государственное бюджетное учреждение

О применении отечественного программного комплекса FROST 3D для решения научных задач в области строительства на многолетнемерзлых грунтах

Лаборатория «Основания, фундаменты и подземные сооружения» НИИСФ РААСН для решения научных задач в области строительства на многолетнемерзлых грунтах использует российский программный комплекс Frost 3D, который прошел апробацию через большое число выполненных проектов в нефтегазовой и горнопромышленной отраслях, жилищном и транспортном строительстве. Frost 3D включает в себя пакет программ для решения различных задач – от тепловых расчетов до расчета осадки при оттаивании и несущей способности свай, а также является инструментом для создания трехмерных моделей объектов и цифровых двойников.

При строительстве и эксплуатации зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах особое значение имеет точный прогноз температурного режима оснований для обеспечения их устойчивости и безопасности на весь период жизненного цикла. В рамках последних научных исследований лаборатории с использованием Frost 3D изучалось тепловое воздействие от устройства грунтоцементных элементов по технологии струйной цементации в многолетнемерзлых грунтах. Получено научное обоснование для внедрения этой инновационной для зоны вечной мерзлоты технологии, позволяющей улучшать строительные свойства грунтов оснований зданий и сооружений. Продолжаются исследования по разработке конструктивно-технологических решений, которые позволят обеспечить безаварийную эксплуатацию зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах в условиях изменения климата.

Результаты исследований отражены в следующих научных статьях и сборниках докладов конференций:

Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Температурный режим и напряженно-деформированное состояние многолетнемерзлого основания, преобразованного струйной цементацией // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2024. №5. С. 27-31.

Ilyichev, V.A., Nikiforova, N.S. & Konnov, A.V. Temperature Conditions and Stress-Strain State of Permafrost Base Strengthened by Jet Grouting. SoilMechFoundEng61, 499–504 (2024). https://doi.org/10.1007/s11204-024-10003-x

Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Обеспечение работоспособности многолетнемерзлых оснований зданий и сооружений в условиях изменения климата // Сборник докладов III Международного строительного форума «Арктика». Москва, 13-15 ноября 2024 г. С. 43-44.

Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Тепловое воздействие от устройства грунтоцементных элементов в многолетнемерзлых грунтах // ConstructionandGeotechnics. 2024. № 4. С. 5-14.

Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Тепловое воздействие на состояние грунтов в криолитозоне при устройстве грунтоцементных элементов // Материалы III Всероссийской конференции с международным участием «Фундаменты глубокого заложения и проблемы геотехники территорий». Пермь. 29-31 мая 2024. С. 392-400.

Рисунок 1 - Температурное распределение в грунтовом массиве, вмещающем грунтоцементные элементы, через 2 суток (в феврале) после начала работ по их устройству. Показана часть расчетной области (Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Construction and Geotechnics, 2024)
Рисунок 2 - Температурное распределение в массиве грунта в сентябре через 50 лет после преобразования основания струйной цементацией. Строительство надземной части и укладка теплоизоляции через 1 год после возведения фундаментов (Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Основания, фундаменты и механика грунтов, 2024)