Frost heaving can cause support structures to crack and even instability of the foundation pit. This paper describes the frost heaving features of the steel pile pre-stressed tendon composite foundation pit support system (SPPTCFPSS). As a combined rigid–flexible support system during the overwintering stage in Northeast China, these systems were used to investigate the transient heat conduction and fixed boundary one-dimensional frost heaving stress equations. The axial force sensors of the tendons used for the in-situ test accurately recorded the changing values of the axial forces of the pre-stressed tendons during the integrated working period for the foundation pit frost-heaving effect. Practical support data for the frost heaving stress analysis of the system were thus provided. The thermo-physical properties were obtained from the soil experiments, including the coefficient of thermal conductivity, specific heat of the foundation soil, and thermal expansion factor, among others. Base on this, the fluid effective velocity, saturation, and temperature fields were received from the heat flow coupling analysis of finite element methods (FEM).The results show that the actual axial force applied to the SPPTCFPSS is approximately equal to the theoretical value of the pit frost-heaving force calculated for the one-dimensional fixed boundary conditions corrected by saturation index from FEM. The SPPTCFPSS can adapt to a large-scale frost-heaving deformation to enable a reasonable increase in adaptive capacity in a region that has seasonal periods of frozen soil.

Морозное пучение может привести к растрескиванию опорных конструкций и даже к неустойчивости котлована. В данной статье описываются особенности морозного пучения стальной сваи предварительно напряженной сухожильной композитной системы поддержки котлована (SPPTCFPSS). В качестве комбинированной жестко-гибкой опорной системы на стадии перезимовки в Северо-Восточном Китае эти системы использовались для исследования переходной теплопроводности и фиксированных граничных одномерных уравнений морозного пучения. Датчики осевого усилия сухожилий, используемые для испытания на месте, точно регистрировали изменение значений осевых усилий предварительно напряженных сухожилий в течение интегрированного рабочего периода для эффекта морозного пучения котлована. Таким образом, были получены практические вспомогательные данные для анализа напряжений морозного пучения системы. По результатам экспериментов с грунтом были получены теплофизические свойства, в том числе коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость грунта основания, коэффициент теплового расширения и др. Исходя из этого, эффективные поля скорости, насыщения и температуры жидкости были получены из анализа связи тепловых потоков методами конечных элементов (МКЭ). Результаты показывают, что фактическая осевая сила, приложенная к SPPTCFPSS, приблизительно равна теоретическому значению силы морозного пучения карьера, рассчитанной для одномерных фиксированных граничных условий, скорректированных индексом насыщения из МКЭ. SPPTCFPSS может адаптироваться к крупномасштабной деформации морозного пучения, чтобы обеспечить разумное увеличение адаптивного потенциала в регионе, который имеет сезонные периоды замерзания почвы.

• 1. Introduction
• 2. Methods
• 3. Results and Discussion
• 4. Conclusions

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 2 (86), 2019. — 1 файл (14,5 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — Adobe Acrobat Reader 7.0. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-243.pdf>.