Application of the Frost 3D Universal software package for predictive thermal calculations of the roadbed
Keywords:
thermal engineering calculation, software package Frost 3D, stabilization, roadbed, permafrost, design solutionsAbstract
In the course of this work, a thermal engineering calculation was carried out of three variants of design solutions for stabilizing the deformations of the roadbed located on thawing foundations of permafrost soils on sections of the Baikal-Amur mainline. The calculation was carried out using the Frost 3D Universal software package. The calculated temperatures are compared with the actual temperatures in the 1st year of operation. The data of actual temperatures are presented based on the results of observations of the Novocharsky distance of the path. The calculations showed a fairly good convergence with the observational data, with a difference of 0,1-0,5 °C towards lower temperatures. In this regard, it can be concluded that the use of the Frost 3D Universal software package for predictive thermal calculations of the roadbed can be used with sufficiently high efficiency. The problems and methods of stabilizing the deformations of the roadbed on thawing bases of permafrost soils have been studied. Constructive solutions have been developed to stabilize the deformations of the roadway on thawing bases from permafrost soils. The project considers the main three options that are used on the Baikal-Amur mainline: a rock outline, seasonal cooling units and a sunshade canopy. The application of these design solutions will contribute to the preservation and restoration of the frozen state of the soil at the base of the roadbed. The general conclusion from this work can be made as follows: each design is applicable in permafrost conditions on sections of the Baikal-Amur mainline.
References
Кондратьев В.Г. Активные способы укрепления основания земляного полотна на вечномерзлых грунтах. Чита : Забтранс, 2001. 100 с.
Кондратьев В.Г. Стабилизация земляного полотна на вечномерзлых грунтах. Чита : Полиграф-Ресурс, 2011. 176 с.
Пат. 1740555 СССР. Железнодорожный путь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах / В.Г. Кондратьев, А.А. Королев, М.И. Карлинский и др. № 4812664/03 ; заявл. 17.01.1990 ; опубл. 15.06.1992, Бюл. № 22. 4 с.
Ковенькин Д.А., Валиев Н.А. Защита от деградации многолетнемерзлых грунтов на снегозаносимых участках // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 11. С. 23–26.
Защита водопропускной трубы на железной дороге от воздействия наледи / В.А. Подвербный, Д.А. Ковенькин, Е.В. Филатов и др. // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2018. Т. 1. С. 136–146.
Принятие решений при выборе конструкций и параметров сезонных охлаждающих устройств / В.А. Подвербный, А.А. Перелыгина, Л.Ю. Гагарин и др. // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2019. С. 147–160.
Перспективы транспортного, промышленного, гражданского строительства в Тайшетском районе Иркутской области и предотвращение деградации многолетнемерзлых грунтов / В.А. Подвербный, Д.А. Ковенькин, Е.В. Филатов и др. // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2019. С. 129–147.
Работа пути в условиях тяжеловесного движения / В.О. Певзнер, И.Б. Петропавловская, О.А. Суслов и др. // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути : тр. XIII Междунар. науч.-техн. конф., чтения, посвящ. памяти профессора Г.М. Шахунянца. 2016. М., 2017. С. 138–140.
Кирпичников К.А., Дашинимаев З.Б., Баклаженко А.Г. Способ стабилизации земляного полотна в районах распространения вечной мерзлоты с применением инновационных материалов // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2018. Т. 1. С. 92–96.
Кирпичников К.А., Дашинимаев З.Б., Сигачев Н.П. Устройство дренажных сооружений в районах вечной мерзлоты // Образование – Наука – Производство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2018. Т. 1. С. 96–101.
Подвербный В.А., Перелыгина А.А. Принятие решения по выбору типа укрепления водоотводных и нагорных канав на основе метода идеальной точки // Транспорт Урала. 2021. № 2 (69). С. 57–62.
СП 25.13330.2020 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах : утв. приказом Минстроя РФ № 915/пр от 30.12.2020. Введ. 2021–07–01. М. : Минстрой России, 2020. 140 с.
Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы математической физики. М. : Научный мир, 2003, 316 с.
Леонтьев Н.Е. Основы теории фильтрации. М. : Изд-во ЦПИ при мех.-мат. фак. МГУ, 2009. 88 с.
Самарский А.А. Теория разностных схем. М. : Наука, 1989. 616 с.
Валиев Н.А., Кондратьев В.Г. Эксперименты по стабилизации земляного полотна на центральном участке Байкало-Амурской магистрали с помощью солнцеосадкозащитных навесов // Инженерная геология. 2015. № 4. С. 56–63.
Валиев Н.А., Кондратьев В.Г. Результаты опытно-экспериментальных работ по охлаждению многолетнемерзлых грунтов в основании железнодорожного пути на центральном участке БАМ // Материалы Пятой конференции геокриологов России. Москва, 2016. Т. 1. С. 168–175.
Валиев Н.А., Кондратьев В.Г. Термокомплекс, защита от деградации оснований земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Иркутск, 2019. № 1. С. 538–541.
