constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2021-96-4-3-16construction-386Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSПРОБЛЕМА АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ СВАЙ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ ПО КРИТЕРИЮ УСТОЙЧИВОСТИA PROBLEM OF PILES STRUCTURAL RELIABILITY ANALYSIS ON THE STABILITY CRITERION IN PERMAFROST REGIONSСоловьевСергей АлександровичSolovyevSergey Al.solovevsa@vogu35.ruСушевЛеонид АндреевичSushevLeonid An.sushevla@vogu35.ruКочкинАлександр АлександровичKochkinAlexander Al.kochkinaa@vogu35.ruСоловьеваАнастасия АндреевнаSolovevaAnastasia An.solovevaaa@vogu35.ruФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет» (ВоГУ)Vologda State University20210510202104315Copyright © Соловьев С.А., Сушев Л.А., Кочкин А.А., Соловьева А.А., 20212021Соловьев С.А., Сушев Л.А., Кочкин А.А., Соловьева А.А.Solovyev S.A., Sushev L.A., Kochkin A.A., Soloveva A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/386

Рост темпов глобального потепления напрямую влияет на безопасность зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. В исследовании рассматривается проблема анализа надежности свай на вечномерзлых грунтах по критерию устойчивости при действии касательных сил морозного пучения. Разработано две группы методов оценки надежности сваи: при полной и ограниченной статистической информации о случайных величинах в математических моделях предельных состояний. Предложены аппроксимации зависимостей расчетных сопротивлений многолетнемерзлых грунтов сдвигу по поверхности смерзания от температуры, которые могут быть использованы при оценке силы смерзания, удерживающей сваю от выпучивания. Разработана методика контроля надежности и прогноза долговечности свай на вечномерзлых грунтах, позволяющая обоснованно сократить затраты на мероприятия по оценке надежности в начальные периоды эксплуатации, что может позволить увеличить количество обследуемых зданий и сооружений при аналогичных затратах на обследование технического состояния.

The increase in the rate of global warming directly affects the safety of buildings and structures on permafrost. The research presents the problem of reliability analysis for piles on permafrost soils by the stability criterion under the action of tangential forces of frost heaving. The two groups of piles reliability analysis methods are developed: for complete and limited statistical data about random variables in the models of limit states. Approximations of the dependences of the design resistances of permafrost soils to the shear along the freezing surface on the temperature are proposed. It can be used to estimate the freezing force that keeps the pile from buckling. The method for reliability monitoring and durability forecasting has been developed for piles on permafrost soils. The proposed method makes it possible to reasonably reduce the cost of reliability analysis in the initial periods, which can increase the number of buildings and structures being inspected by the similar costs.

надежностьсваявечная мерзлотаустойчивостьдеформациявероятность отказаглобальное потеплениеreliabilitypilepermafroststabilitydeformationfailure probabilityglobal warmingReferencesХрусталев Л.Н., Давыдова И.В. Прогноз потепления климата и его учет при оценке надежности оснований зданий на вечномерзлых грунтах // Криосфера Земли. 2007. № 2. С. 68-75Хрусталев Л.Н., Давыдова И.В. Прогноз потепления климата и его учет при оценке надежности оснований зданий на вечномерзлых грунтах // Криосфера Земли. 2007. № 2. С. 68-75Wu Q., Zhang T. Changes in active layer thickness over the Qinghai-Tibetan Plateau from 1995 to 2007 // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2010. Vol. 115. Pp. 1-12Wu Q., Zhang T. Changes in active layer thickness over the Qinghai-Tibetan Plateau from 1995 to 2007 // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2010. Vol. 115. Pp. 1-12Анисимов О.А., Белолуцкая М.А. Оценка влияния изменения климата и деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру в северных регионах России // Метеорология и гидрология. 2002. № 6. С. 15-22Анисимов О.А., Белолуцкая М.А. Оценка влияния изменения климата и деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру в северных регионах России // Метеорология и гидрология. 2002. № 6. С. 15-22Анисимов О.А., Лавров С.А. Глобальное потепление и таяние вечной мерзлоты: оценка рисков для производственных объектов ТЭК // Технологии ТЭК. 2004. №3. С. 78-83Анисимов О.А., Лавров С.А. Глобальное потепление и таяние вечной мерзлоты: оценка рисков для производственных объектов ТЭК // Технологии ТЭК. 2004. №3. С. 78-83Streletskiy D., Anisimov O., Vasiliev A. Permafrost degradation // Snow and ice-related hazards, risks and disasters. Academic Press. 2015. Pp. 303-344Streletskiy D., Anisimov O., Vasiliev A. Permafrost degradation // Snow and ice-related hazards, risks and disasters. Academic Press. 2015. Pp. 303-344Malkova G.V. Mean-annual ground temperature monitoring on the steady-state-station “Bolvansky” // Earth's Cryosphere. 2010. Vol. 14. No. 3. Pp. 3-14Malkova G.V. Mean-annual ground temperature monitoring on the steady-state-station “Bolvansky” // Earth's Cryosphere. 2010. Vol. 14. No. 3. Pp. 3-14Oberman N.G. Contemporary permafrost degradation of the European north of Russia // Proceedings of the Ninth International Conference on Permafrost, June 29-July 3. 2008. Pp. 1305-1310Oberman N.G. Contemporary permafrost degradation of the European north of Russia // Proceedings of the Ninth International Conference on Permafrost, June 29-July 3. 2008. Pp. 1305-1310Larsen P.H., Goldsmith S., Smith O., Wilson M.L., Strzepek K., Chinowsky P., Saylor B. Estimating future costs for Alaska public infrastructure at risk from climate change // Global Environmental Change. 2008. Vol. 18(3). Pp. 442-457Larsen P.H., Goldsmith S., Smith O., Wilson M.L., Strzepek K., Chinowsky P., Saylor B. Estimating future costs for Alaska public infrastructure at risk from climate change // Global Environmental Change. 2008. Vol. 18(3). Pp. 442-457Streletskiy D.A., Shiklomanov N.I., Hatleberg E. Infrastructure and a changing climate in the Russian Arctic: a geographic impact assessment // Proceedings of the 10th International Conference on Permafrost. 2012. Vol. 1. Pp. 407-412Streletskiy D.A., Shiklomanov N.I., Hatleberg E. Infrastructure and a changing climate in the Russian Arctic: a geographic impact assessment // Proceedings of the 10th International Conference on Permafrost. 2012. Vol. 1. Pp. 407-412Стрелецкий Д.А., Шикломанов Н.И., Гребенец В.И. Изменение несущей способности мерзлых грунтов в связи с потеплением климата на Севере Западной Сибири // Криосфера Земли. 2012. Т. 16. № 1. С. 22-32Стрелецкий Д.А., Шикломанов Н.И., Гребенец В.И. Изменение несущей способности мерзлых грунтов в связи с потеплением климата на Севере Западной Сибири // Криосфера Земли. 2012. Т. 16. № 1. С. 22-32Connon R., Devoie E., Hayashi M., Veness T., Quinton W. The influence of shallow taliks on permafrost thaw and active layer dynamics in subarctic Canada // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2018. Vol. 123(2). Pp. 281-297Connon R., Devoie E., Hayashi M., Veness T., Quinton W. The influence of shallow taliks on permafrost thaw and active layer dynamics in subarctic Canada // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2018. Vol. 123(2). Pp. 281-297Akerman H.J., Johansson M. Thawing permafrost and thicker active layers in sub-arctic Sweden // Permafrost and periglacial processes. 2008. Vol. 19. No. 3. Pp. 279-292Akerman H.J., Johansson M. Thawing permafrost and thicker active layers in sub-arctic Sweden // Permafrost and periglacial processes. 2008. Vol. 19. No. 3. Pp. 279-292Золина Т.В., Садчиков П.Н. Моделирование снеговой нагрузки на покрытие промышленного здания // Вестник МГСУ. 2016. № 8. С. 25-33Золина Т.В., Садчиков П.Н. Моделирование снеговой нагрузки на покрытие промышленного здания // Вестник МГСУ. 2016. № 8. С. 25-33Соловьева А. А., Соловьев С.А. Метод оценки надежности элементов плоских ферм на основе р-блоков // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 2. С. 153-167Соловьева А. А., Соловьев С.А. Метод оценки надежности элементов плоских ферм на основе р-блоков // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 2. С. 153-167Jahani E., Shayanfar M.A., Barkhordari M.A. A new adaptive importance sampling Monte Carlo method for structural reliability // KSCE Journal of Civil Engineering. 2013.Vol. 17. No. 1. Pp. 210-215Jahani E., Shayanfar M.A., Barkhordari M.A. A new adaptive importance sampling Monte Carlo method for structural reliability // KSCE Journal of Civil Engineering. 2013.Vol. 17. No. 1. Pp. 210-215Юделевич А.М. Системный подход к оценке надежности бетонных плотин // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2017. Т. 284. С. 82-88Юделевич А.М. Системный подход к оценке надежности бетонных плотин // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2017. Т. 284. С. 82-88Уткин В.С., Уткин Л.В. Определение надежности строительных конструкций. Вологда: Вологодский государственный технический университет, 2000. 166 сУткин В.С., Уткин Л.В. Определение надежности строительных конструкций. Вологда: Вологодский государственный технический университет, 2000. 166 сZhang J., Du X. A second-order reliability method with first-order efficiency // Journal of Mechanical Design. 2010. Vol. 132. No. 10. Pp. 101006Zhang J., Du X. A second-order reliability method with first-order efficiency // Journal of Mechanical Design. 2010. Vol. 132. No. 10. Pp. 101006Melchers R.E., Beck A.T. Structural reliability analysis and prediction. John Wiley & Sons, 2018. 528 pMelchers R.E., Beck A.T. Structural reliability analysis and prediction. John Wiley & Sons, 2018. 528 pZadeh L.A. Fuzzy sets // Information and control. 1965. Vol. 8. Pp. 338-353Zadeh L.A. Fuzzy sets // Information and control. 1965. Vol. 8. Pp. 338-353Соловьев С.А. Вероятностная оценка промышленной безопасности при неполной статистической информации // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 9. С. 88-93Соловьев С.А. Вероятностная оценка промышленной безопасности при неполной статистической информации // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 9. С. 88-93

The authors declare that there are no conflicts of interest present.