Введение. В статье приведены дифференцированные исследования напряженно-деформированного состояния конструкций фундамента промышленного каркасного сооружения при возникновении аварийных ситуаций, связанных с оттаиванием многолетнемерзлого грунта. Объектом исследования является свайный фундамент с высоким ростверком под каркасное промышленное здание.

Цель. Определение предельных значений деформаций, при которых элементы сооружения разрушаются.

Материалы и методы. Материалы исследования – расчетные модели в программном комплексе LIRA SAPR, позволяющие определять вероятные аварийные ситуации. Основным методом исследования выбран расчетно-теоретический метод. Он позволяет на основе наблюдений определить наиболее вероятные аварийные ситуации, связанные с оттаиванием грунтового основания. При исследовании получены не только результаты относительных деформаций, но и определены конструкции, подверженные разрушению и наблюдается перераспределение усилий в сваях от деформации основания.

Результаты и выводы. Полученные результаты показали, что изменение деформационных свойств грунта вследствие оттаивания в зависимости от степени растепления, влияет на НДС фундамента здания. Рассмотренные варианты оттаивания отражают характер деформации сооружения и позволяют определить наиболее опасный или вероятный случай. Полученные результаты можно использовать для формирования системы автоматического геотехнического мониторинга и назначать критерии для его оценки.

Цель. Экспериментальное исследование влияния нефтесолевого загрязнения на содержание незамерзшей воды, теплофизические свойства и температурный режим мерзлых грунтов. Объектом исследования являлись модельные грунты в ряду песок-супесь-суглинок-глина с нефтесолевым загрязнением. Исследования проводились для «чистых», засоленных и загрязненных нефтью грунтов, а также грунтов с нефтесолевым загрязнением.

Материалы и методы. Определение содержания незамерзшей воды проводилось с использованием как стандартных контактного и криоскопического методов, так и метода ядерно-магнитного резонанса. Исследование коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости осуществлялось методом монотонного разогрева–охлаждения.

Содержание незамерзшей воды и теплофизические характеристики в широком температурном диапазоне для грунтов с нефтесолевым загрязнением исследованы впервые. При исследовании получены не только закономерности изменения свойств, но также выявлены ограничения методов. Установлено, что контактный метод определения содержания незамерзшей воды не может применяться при исследовании грунтов, содержащих нефть, а метод монотонного разогрева имеет серьезные ограничения применительно к сильнозасоленным грунтам.

Результаты и выводы. Полученные результаты показали, что влияние нефтесолевого загрязнения на содержание незамерзшей воды в целом идентично влиянию засоленности. Результаты исследования теплоемкости показали, что влияние нефтесолевого загрязнения заключается в суммарном влиянии нефти и соли и приводит к повышению (до 35 %) теплоемкости в талом и мерзлом состоянии за счет замены в поровом пространстве менее теплоемкого воздуха более теплоемкой нефтью, а также за счет увеличения количества незамерзшей воды в мерзлом грунте. Влияние нефтесолевого загрязнения на коэффициент теплопроводности идентично влиянию засоления за счет дополнительной коагуляции микроагрегатов.

Оценка влияния нефтесолевого загрязнения на температурный режим мерзлых грунтов с учетом изменения характеристик грунтов слоя сезонного оттаивания и поверхностных условий показала, что происходит значительное (до 2 раз) увеличение глубины сезонного оттаивания и среднегодовой температуры грунтов (до 1,5 °С), что может способствовать снижению несущей способности грунтового основания, в том числе при сейсмических воздействиях.

Статья посвящена исследованию взаимодействия одиночной сваи с промерзающим пучинистым грунтом. Предложен расчет площади нагружения сваи нормальным давлением морозного пучения. Рассмотрены случаи поведения сваи при воздействии морозного пучения на нее в зависимости от величины давления пучения, сил смерзания промерзшего грунта и сваи и сил сцепления заанкеренной части сваи. Приведен расчет радиуса цилиндра сдвигающегося при действии пучения грунта.