Computer modeling of temperature fields in the soil and the bearing capacity of pile foundations of buildings on permafrost

Освоение обширных регионов, занятых вечной мерзлотой, сталкивается с проблемами, связанными с потеплением климата, которое способствует деградации вечной мерзлоты. Строительство жилых домов и их эксплуатация на этих территориях в основном предполагает поддержание грунта под этими сооружениями в мерзлом состоянии на протяжении всего периода их эксплуатации. Для этих целей используются свайные фундаменты и вентилируемые подполья. Сложность компьютерного моделирования возникает из-за учета сезонно действующих охлаждающих устройств, количество которых в конструкции современного здания определяется его размерами и в среднем может достигать 200 штук. Актуальной задачей является долгосрочное прогнозирование динамики изменения несущей способности свайного фундамента здания с учетом климатических и техногенных воздействий на окружающий грунт. Для этих целей были разработаны новая модель и численный алгоритм исследования динамики изменения несущей способности свай в процессе эксплуатации здания с учетом данных температурного мониторинга с датчиков температуры, расположенных в термометрических скважинах. Валидация разработанного программного комплекса проводилась на основе существующих и постоянно поступающих данных мониторинга температуры грунта до глубины до 10 метров. Сравнение полученных данных мониторинга и расчетных данных в термометрических скважинах показало значительное улучшение по сравнению с ранее использованной моделью и программой расчета для данного жилого дома.