Новый способ использования высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований одноэтажных зданий в условиях глобального потепления климата (на примере здания лабораторного корпуса компрессорной станции кс - 6 "сковородинская
Исходные данные для написания дипломной работы были получены при прохождении преддипломной практики в лаборатории №8 (механики мёрзлых грунтов и расчёта оснований) ЦГГИ НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство».
Объектом исследований был выбран лабораторный корпус, входящий в состав компрессорной станции КС 6 "Сковородинская" магистрального газопровода "Сила Сибири".
Целью работы являлось рассмотрение использования поверхностного фундамента со встроенными контурами теплового насоса на высокотемпературных многолетнемерзлых грунтах в условиях глобального потепления климата.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА РАСПОЛОЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ КС-6 6
1.1. Физико–географическая характеристика Сковородинского района 6
1.2. Геологическое строение 9
1.3. Геокриологические условия 11
1.4. Гидрогеологические условия 14
ГЛАВА 2. ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНЕГОДОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА СКОВОРОДИНСКОГО РАЙОНА ВСЛЕДСТВИЕ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО ПОТЕПЛЕНИЯ 16
2.1. Общее состояние вопроса 16
2.2. Методика авторетроспективного анализа 25
2.3. Прогноз изменения температуры воздуха в районе расположения компрессорной станции КС–6 27
ГЛАВА 3. КОНСТРУКЦИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ФУНДАМЕНТА С ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ И ЕГО РАСЧЕТ 36
3.1. Описание конструкции нулевого цикла здания 36
3.2. Предварительная подготовка грунтов основания здания 40
3.3. Расчет поверхностного фундамента под одноэтажное здание 47
3.3.1. Тепловой расчет 47
3.3.2. Гидравлический расчет поверхностного фундамента 53
3.3.3. Механический расчет поверхностного фундамента 59
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В ОСНОВАНИИ ЗДАНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО КОРПУСА 61
4.1. Калибровки модели 61
4.2. Прогноз теплового взаимодействия здания лабораторного корпуса с грунтами основания на период его эксплуатации (50 лет). 65
4.2.1. Постановка задачи 65
4.2.2. Результаты математического моделирования 69
ГЛАВА 5. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ НУЛЕВОГО ЦИКЛА ЗДАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ПРОЕКТНЫМ РЕШЕНИЕМ 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 86
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ 92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫОпубликованная:
Брушков А.В. Глобальные изменения окружающей среды, реакция криолитозоны и устойчивость инженерных сооружений / Инженерные изыскания. – 2015. – № 14. – С. 4-17.
Будыко М.И. Некоторые пути воздействия на климат // Метеорология и гидрология, 1962, № 2, с. 3-8.
Будыко М.И., Борзенкова И.И. и др. Предстоящие изменения регионального климата // Известия РАН, сер. Географическая, № 4, 1992, с. 36-52.
Геология СССР. Том 19. Хабаровский край и Амурская область. Часть 1. Геологическое описание. Недра, Москва, 1966 г., 736 стр. Редакторы: Красный Л.И., Леонтович А.А., Онихимовский В.В., Сидоренко А.В.и др.
Глобальные климатические изменения: региональные эффекты, модели, прогнозы: Материалы международной научно-практической конференции / Под общ. редакцией С.А. Куролапа, Л.М. Акимова, В.А. Дмитриевой. – Воронеж: Издательство «Цифровая полиграфия», 2019. – Том 1. – 532 с.
Горбунова А. А. Прогноз температуры воздуха для целей геотехники // Сборник докладов Шестой конференции геокриологов России Мониторинг в криолитозоне с участием российских и зарубежных ученых, инженеров и специалистов. МГУ имени М.В. Ломоносова, 14–17 июня 2022 г. / Под ред. Р. Г. Мотенко. – КДУ, Добросвет Москва, 2022. – С. 582–589.
Горбунова А.А. Новый способ использования высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований одноэтажных зданий в условиях глобального потепления климата // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2023. (118). № 1. С. 38–54. doi: 10.26110/ARCTIC.2023.118.1.003Дымников В.П., Лыкосов В.Н., Володин Е.М. Моделирование климата и его изменений: современные проблемы. - Вестник Российской академии наук, 2012, т. 82, № 3, с. 227–236.
Жеребцов, Г. А., Коваленко, В. А., Молодых, С. И., Рубцова, О. А. Закономерности климатических изменений в XX В. И основные физические процессы, ответственные за эти изменения. Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле, 1 , 87-108, 2011.
В геологическом строении района исследований принимают участие голоценовые биогенные (bQIV) и техногенные отложения (tQIV), верхнеплейстоцен–голоценовые нерасчлененные элювиально–делювиальные (еdQIII-IV), аллювиальные (aQIII-IV) отложения, залегающие на коренных породах нижней юры (J1) (рис. 1.4).
Отложения нижней юры (J1)
В пределах площадки КС–6 распространены коренные породы Ковалинской свиты (J1kv). Нижняя часть разреза представлена грубым переслаиванием мелко–среднезернистых песчаников, алевролитов и аргиллитов (275–1000 м). Здесь отмечаются фациальные переходы от средне до мелкозернистых песчаников, и наоборот. В разрезе нижней части свиты преобладают песчаники. В основании разреза установлен базальный горизонт (20–30 м), сложенный переслаивающимися конгломератами, гравелитами и крупнозернистыми песчаниками. Верхняя часть разреза свиты (635–1280 м) литологически более однообразна и выдержана. Здесь отмечаются черные алевролиты с редкими прослоями песчаников, иногда конгломератов, гравелитов и пачки тонкого переслаивания песчаников с алевролитами. Мощность свиты 1000–1900 м.