СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ МОДЕЛЕЙ ПРИ ОПИСАНИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ КОЛИЧЕСТВА НЕЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ В ГРУНТАХ
DOI:
https://doi.org/10.7242/echo.2024.3.12Ключевые слова:
искусственное замораживания грунтов, ледопородное ограждение, количество незамѐрзшей водыАннотация
При теплотехническом расчѐте ледопородных ограждений, формируемых вокруг строящихся подземных сооружений, одним из ключевых процессов является фазовое превращение поровой воды в лѐд. Корректный учѐт этого процесса во многом зависит от того, насколько точно и детализированно задана зависимость количества незамѐрзшей воды от температуры. В статье рассмотрены две наиболее популярные модели (van Genuchten-Mualem и Brooks-Corey), описывающие температурную зависимость количества незамѐрзшей воды в замораживаемых грунтах и используемые при проектировании подземных сооружений. На основе анализа показано, что модель van Genuchten-Mualem лучше описывает поведение незамѐрзшей воды, в то время как для песков обе модели дают сопоставимые результаты.
Библиографические ссылки
Semin M., Golovatyi I., Levin L., Pugin A. Enhancing efficiency in the control of artificial ground freezing for shaft construction: A casy study of the Darasinsky potash mine // Cleaner Engineering and technology. – 2024. – V. 18, номер статьи 100710. – DOI: 10.1016/j.clet.2023.100710.
Трупак Н.Г. Замораживание горных пород при проходке стволов. – М.: Углетехиздат, 1954. – 896 с.: ил.
Alzoubi M.A., Xu M., Hassani F.P., Poncet S., Sasmito A.P. Artificial ground freezing: A review of thermal and hydraulic aspects // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2020. – V. 104. – Статья № 103534. – DOI: 10.1016/j.tust.2020.103534.
Van Genuchten M.T. A closed‐form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils // Soil science society of America journal. – 1980. – V. 44, №. 5. – С. 892-898. – DOI: 10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x.
Mualem Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media // Water resources research. – 1976. – V. 12, №. 3. – С. 513-522.
Brooks R.H., Corey A.T. Hydraulic properties of porous media. Hydrological Paper 3 / Colorado State University, Fort Collins. – Colorado, 1964. – P. 22-27.
Zhou M.M., Meschke G. A three‐phase thermo‐hydro‐mechanical finite element model for freezing soils // International journal for numerical and analytical methods in geomechanics. – 2013. – V. 37, №. 18. – P. 3173-3193.
Lunardini V.J. Freezing of soil with an unfrozen water content and variable thermal properties // US Army Corps of Engineers, Cold Regions Research & Engineering Laboratory. – 1988. – V. 88, №. 2.
McKenzie J.M., Voss C. I., Siegel D. I. Groundwater flow with energy transport and water-ice phase change: Numerical simulations, benchmarks, and application to freezing in peat bogs // Advances in water resources. – 2007. – V. 30, №. 4. – P. 966-983.
Паршаков О.С. Разработка автоматизированной системы термометрического контроля ледопородных ограждений: дис. …к.т.н.; 25.00.20 / Паршаков Олег Сергеевич. – Пермь, 2020. –140 с.
Строительство горно-обогатительного комплекса мощностью от 1.1 до 2.0 млн. тонн хлорида калия в год на сырьевой базе Нежинского (восточная часть) участка Старобинского месторождения калийных солей по объекту рудник: отчет о НИР по договору № 60557/85/2017 / ГИ УрО РАН. – Пермь, 2017. – 85 с.
