Thermal impact on the condition of soils in the permafrost regions during the production of jet grout elements

Abstract


Jet grouting technology is a promising technology for use in the permafrost regions. Existing methods of producing jet grout elements in permafrost soils have a thermal impact on the surrounding soil mass during thawing of the improving zone and hardening of the soil cement. The aim of the study was to determine the thermal effect of the jet grout elements production on permafrost soils during their preliminary thawing with steam. The numerical method in the Frost 3D software package is used to simulate the jet grout elements production and predict changes in the temperature regime of the surrounding soil mass. The temperature increase during the jet grout elements production and the hardening of the soil cement is considered according to the field data. The freezing time of the jet grout element with the surrounding soil mass and the complete restoration of the temperature distribution has been determined. It is concluded that installation of soil cement elements in permafrost soils, during their preliminary thawing with steam, has a noticeable thermal impact on the surrounding soil mass. When improving bases in the permafrost regions using jet technology, it is necessary to make a thermal forecast taking into account heat release during preliminary thawing of the improving zone and hardening of the soil cement


Full Text

1

About the authors

V. A Ilyichev

Russian Academy of Architecture and Building Sciences

Author for correspondence.
Email: ilyichev@bk.ru

N. S Nikiforova

National Research Moscow State University of Civil Engineering

Email: n.s.nikiforova@mail.ru

A. V Konnov

National Research Moscow State University of Civil Engineering; Scientific-Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Construc-tion Sciences (NIISF RAACS)

Email: konnov.sci@gmail.com

References

  1. Ильичев, В.А. Влияние преобразования грунтов криолитозоны на их температурное состояние в основании здания / В.А. Ильичев, Н.С. Никифорова, А.В. Коннов // Жилищное строительство. – 2022. – № 9. – С. 12–17. doi: 10.31659/0044-4472-2022-9-12-17
  2. Экспериментальные исследования теплофизических свойств грунта, закрепленного методом струйной цементации / Н.С. Никифорова, О.А. Маковецкий, И.В. Бессонов, А.В. Коннов // Жилищное строительство. – 2023. – № 9. – С. 8–13.
  3. Зуев, С.С. О возможности применения технологии струйной цементации грунта в зоне многолетнемерзлых грунтов / С.С. Зуев, Е.М. Каменских, О.А. Маковецкий // Жилищное строительство. – 2022. – № 9. – С. 1–8.
  4. Маковецкий, О.А. Особенности применения технологии Jet-grouting в многолетнемерзлых грунтах / О.А. Маковецкий, С.С. Рубцова // Фундаменты. – 2022. – № 1. – С. 6–7.
  5. Алексеев, А.Г. Струйная цементация для устройства фундаментов на многолетнемерзлых грунтах / А.Г. Алексеев, Д.В. Зорин, В.А. Алексеенко // Промышленное и гражданское строительство. – 2021. – № 8. – С. 27–32. doi: 10.33622/0869-7019/202108/27-32
  6. Малинин, А.Г. Опытные работы по формированию грунтоцементных элементов в мерзлых грунтах / А.Г. Малинин, И.А. Салмин, А.Г. Колосов // Жилищное строительство. – 2023. – № 9. – С. 21–26.
  7. Малинин, А.Г. Устройство грунтоцементных элементов в мерзлых грунтах / А.Г. Малинин, И.А. Салмин, Д.А. Малинин // Фундаменты. – 2023. – № 4(14). – С. 30–35.
  8. Дворкин, Л.И. Расчетное прогнозирование свойств и проектирование составов бетона / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. – М.: Инфра-Инженерия, 2016. – 386 с.
  9. Рязанов, А.В. Тепловое воздействие свай на многолетнемерзлые грунты основания / А.В. Рязанов, А.А. Усачев // Новые идеи и теоретические аспекты инженерной геологии: труды междунар. научн. конф., Москва, МГУ, 04.02.2021. – С. 318–323.
  10. Ning, Y. Heat transfer between concrete bored cast-in-place piles and surrounding frozen soil in ice-rich area / Y. Ning, Y. Tianlai // Journal of Civil, Construction and Environmental Engineering. – 2020. – № 5(5). – P. 102–107. doi: 10.11648/j.jccee.20200505.11
  11. Перспективы развития поселений Севера в современных условиях / В.А. Ильичев [и др.]. – М.: Российская академия архитектуры и строительных наук, 2003. – 151 с.
  12. Рязанов, А.В. Учет тепловыделения от буронабивных свай мостовых сооружений при прогнозных расчетах температур грунтов оснований / А.В. Рязанов, А.А. Усачев // Мир дорог. – 2021. – № 142. – C. 142–144.
  13. Рязанов, А.В. Особенности расчета несущей способности буронабивных свай опор мостовых переходов в многолетнемерзлых грунтах / А.В. Рязанов, А.А. Усачев // Мероприятия инженерной защиты в транспортном строительстве: материалы всерос. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 16 июня 2023 г. – Санкт-Петербург, Петергоф: Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева, 2023. – С. 20–26.
  14. Кауркин, В.Д. Применение гидратационного тепловыделения бетона буронабивных свай при использовании грунтов основания по Принципу II / В.Д. Кауркин, А.И. Харичкин, А.В. Иоспа // Вестник НИЦ «Строительство». – 2022. – № 3(34). – С. 103–113. doi: 10.37538/2224-9494-2022-3(34)-103-113
  15. Скибина, Н.П. Учет тепловыделения при гидратации цемента в прогнозных расчетах температурного режима грунтов основания / Н.П. Скибина // Комплексный инжиниринг в нефтегазодобыче: опыт, инновации, развитие: 5-я науч.-практ. междунар. конф., Самара, 16 июля – 17 2023 г. / АО «Гипровостокнефть». – Самара: АО «Гипровостокнефть», 2023. – С. 902–931.

Statistics

Views

Abstract - 25

PDF (Russian) - 34

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2024 Ilyichev V.A., Nikiforova N.S., Konnov A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies