<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">24389</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/article_5c35eeab4ee4e0.63223505</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.23.02 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.23.02 BASES AND FOUNDATION, UNDERGROUND CONSTRUCTIONS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.23.02 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">DESIGN OF EXPERIMENTS AIMED AT THE DETERMINATION OF THE THERMAL CONDUCTIVITY OF SANDY SOIL BASED ON GRAIN-SIZE COMPOSTION</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Планирование эксперимента по определению теплопроводности песчаных грунтов на основе гранулометрического состава</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Захаров</surname>
       <given-names>Александр Викторович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Zaharov</surname>
       <given-names>Aleksandr Viktorovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Маховер</surname>
       <given-names>Станислав Эдуардович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mahover</surname>
       <given-names>Stanislav Eduardovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>spymix90@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Пермский национальный исследовательский политехнический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Perm National Research Polytechnic University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>6</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>36</fpage>
   <lpage>38</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://riorpub.com/en/nauka/article/24389/view">https://riorpub.com/en/nauka/article/24389/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Рассматривается проблематика для проведения лабораторных исследований в целях получения зависимости теплопроводности грунта от гранулометрического состава. Выработана технологическая последовательность проведения эксперимента. &#13;
Представлена последовательность планирования экспериментального исследования и порядок анализа полученных данных. Определена модель исследования в виде уравнения регрессии, составлена матрица планирования эксперимента. В ходе испытаний планируется получить зависимость теплопроводности песчаного грунта от изменения его гранулометрического состава  0,5; 0,25; 0,1, а также зависимость различной плотности и влажности исследуемого образца.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The article is focused on laboratory research in order to obtain the thermal conductivity of the soil, depending on the grain-size composition. The technological sequence of the experiment has been developed. The sequence of planning the experimental research and the order of analysis of the data obtained are presented. The research model has been defined in the form of a regression equation, an experiment planning matrix has been compiled. During the tests, it is planned to obtain the dependence of the thermal conductivity of sandy soil on the change in its particle size distribution of 0.5; 0.25; 0,1, and also the dependence of various density and humidity of the studied sample.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>планирование эксперимента</kwd>
    <kwd>теплопроводность</kwd>
    <kwd>теплофизика грунтовых оснований</kwd>
    <kwd>уравнение регрессии</kwd>
    <kwd>гранулометрический состав.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>design of experiments</kwd>
    <kwd>thermal conductivity</kwd>
    <kwd>thermal physics of earth foundation</kwd>
    <kwd>regression equation</kwd>
    <kwd>grain-size composition</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Основной задачей в области теплообмена внутри твердых тел является задача нахождения температурного поля в них. Температурным полем называется совокупность мгновенных значений температуры во всех точках исследуемого объекта или распределение температуры во времени и в объеме. Задача нахождения температурного поля в теле состоит в определении температуры в любой точке тела в любой момент времени. Существенное влияние на распределение температурных полей в теле оказывают его теплофизические характеристики.Работа направлена на исследование закономерности теплофизических характеристик песчаных грунтов различного гранулометрического состава при изменении таких параметров как влажность, плотность. На сегодняшний день дана оценка сходимости натурного метода определения теплопроводности песчаных грунтов с расчетными методами [1]. В связи с тем, что отечественные нормы, в части определения теплофизических свойств, не распространяются на грунты, поэтому актуален вопрос возможности применения методов для теплоизоляционных материалов.  Данная проблематика была изучена путем проведения лабораторных исследований в целях получения зависимости теплопроводности грунта от его физических свойств – влажности и плотности для конкретного типа песчаных грунтов. [2]По изученному анализу можно сделать выводы, что данные методы дают широкое представление о теплофизических свойствах инертных материалов с последующим на их основе практическим применением в области строительства, но ни один из них не учитывает гранулометрический состав. Таким образом, проведение исследования в целях определения зависимости теплопроводности от гранулометрического состава грунта с последующим проведением  натурного эксперимента, результаты которого позволят получить искомую зависимость, является актуальным.Работа находит свое практическое применение в энергоэффективных фундаментах. Проблематика была описана Захаровым А.В. и Пономаревым А.Б. в работе «Анализ взаимодействия прогрессивных конструкций энергетических фундаментов с грунтовым массивом» и «Энергоэффектинвные конструкции в подземном строительстве».Искомая зависимость позволит на ранних этапах оценить возможность применения энергоэффективных фундаментов без проведения сложных геологических и лабораторных исследований грунтов, только по ранее сделанному отчету по инженерно-геологическим изысканиям.При планировании эксперимента предлагается провести лабораторные исследования на материально-технической базе лаборатории кафедры «Строительное производство и геотехника» Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета. В настоящее время разработан план проведения исследования. В эксперименте в качестве объекта исследования будут использоваться искусственно приготовленные образцы песчаного грунта. Входными параметрами приняты: Х1-плотность ρ, Х2-влажность W, предполагается варьировать в пределах 4-12%.Выходной параметр коэффициент теплопроводности - λ.Планируется проведение трех серий экспериментов для получения отдельных зависимостей для трех фракций песчаного грунта 0,5; 0,25; 0,1 мм.На основании анализа ранее проводимых исследований [1, 2, 3], предварительно принято уравнение регрессии второго порядка: λ =a0X 0+a1 X1 +a2 X2 +a11 X21 + a22 X22 +a12 X1 X2   ,                                                     (1)где X0— свободный член, X0=1;  X1 — плотность грунта; X2— влажность грунта; a0,a1a2,a11,a22,a12— коэффициенты уравнения регрессии. Истинное значение нулевого уровня находится как половина суммы верхнего и нижнего уровня фактора. Интервал варьирования определяется как половина разницы между верхним и нижним пределом истинных значений фактора. Причем верхний уровень фактора равен (+1), нижний – (–1), а основной – нулю.План каждого эксперимента представлен в таблице 1. Таблица 1Матрица планирования эксперимента№экспериментаЗначения факторовЗначения откликовПлотностьВлажностьТеплопро-водностьКодированноезначениеИстинное значение, т/м3КодированноезначениеИстинное значение, %х1Х1х2Х2λ1-11,73-14λ12-0,51,81-14λ2301,82-14λ340,51,86-14λ4511,89-14λ56-11,7308λ67-0,51,8108λ7801,8208λ890,51,8608λ91011,8908λ1011-11,73112λ1112-0,51,81112λ121301,82112λ13140,51,86112λ141511,89112λ16 Кодированное значение фактора равно:xi=Xi-X0/Δixi – кодированное значение фактора; Xi – истинное значение фактора; X0 –истинное значение нулевого уровня; Δi – интервал варьирования фактора.Для определения теплопроводности будет использован прибор МИТ-1. Образцы будут приготовлены по ГОСТ 22733-2002 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности» с заданной плотностью и влажностью. Гранулометрический состав песчаных грунтов по ГОСТ 12536-2014. Результаты экспериментов планируется отработать методами математической статистики.Таким образом, выполнено планирование эксперимента в целях построения уравнения зависимости теплопроводности от гранулометрического состава грунта. Выбрана технологическая последовательность выполнения эксперимента. В дальнейшем в ходе испытаний планируется получить зависимость теплопроводности песчаного грунта от изменения его гранулометрического состава  0,5; 0,25; 0,1, а также от плотности и влажности исследуемого образца. </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Медведев Д.П., Захаров А.В. Планирование эксперимента по определению теплопроводности песчаных грунтов экспериментальными методами //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Серия: Урбанистика. - 2014. - Вып. 4 - С. 109-115.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Medvedev D.P., Zakharov A.V., Planirovaniye eksperimenta po opredeleniyu teploprovodnosti peschanykh gruntov eksperimental'nymi metodami [Design of experiments to determine the thermal conductivity of sandy soils experimental methods] Vestnik Permskogo natsionalnogo issledovatelskogo polytekhnicheskogo universiteta. Urbanistika, 2014, no. 4, pp. 109-115.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Медведев Д.П., Захаров А.В. Анализ сходимости результатов натурного измерения, теплопроводности песчаного грунта с зарубежными расчетными методами //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2014. - Вып. 4 - С. 129-137.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Medvedev D.P., Zakharov A.V., Analiz skhodimosti rezul'tatov naturnogo izmereniya, teploprovodnosti peschanogo grunta s zarubezhnymi raschetnymi metodami [ Analysis of the convergence of the results of full-scale measurement, the thermal conductivity of sandy soil with computational methods] Vestnik Permskogo natsionalnogo issledovatelskogo polytekhnicheskogo universiteta. Stroitelstvo i arkhitektura,, 2014, no. 4, pp. 129-137.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Захаров А.В., Пономарев А.Б., Мащенко А.В. Энергоэффективные конструкции в подземном строительстве: учеб. пособие для вузов. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. - 127 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zakharov A.V., Ponomarev A.B., Maschenko A.V. Energoeffektivnye konstruktsii v podzemnom stroitelstve. Uchebnoe posobie dlya vuzov [Energy efficient design in civil engineering: a manual for high schools]. Perm: Permskii natsionalniy issledovatelskiy polytekhnicheskiy universitet, 2012. 127 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Захаров А. В. Анализ взаимодействия прогрессивных конструкций энергетических фундаментов с грунтовым массивом в геологических условиях г. Перми // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2011 Вып. 4(19).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zakharov A.V. Analiz vzaimodeystviya progressivnykh konstruktsiy energeticheskikh fundamentov s gruntovym massivom v geologicheskikh usloviyakh g. Permi [Analysis of the interaction of progressive structures of energy foundations with a primer in the geological conditions of the city of Perm] Internet-vestnik  Volgogradskyi arkhitekturno-stroitelnyi universitet, 2011, 4(19)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
