Foundation of the turbine unit of a thermal power plant on a construction site made of thixotropic soils
- Authors: Nikitina N.S.1, Bezgribelnaya A.E.1,2
-
Affiliations:
- Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
- Teploelektroproekt Institute
- Issue: Vol 14, No 2 (2024)
- Pages: 45-65
- Section: Building structures. Soils and foundations. Technology and organization of construction. Designing of buildings and constructions. Engineering survey and inspection of buildings
- URL: https://journals.rcsi.science/2305-5502/article/view/276586
- DOI: https://doi.org/10.22227/2305-5502.2024.2.45-65
- ID: 276586
Cite item
Full Text
Abstract
Introduction. Thermal power plants in Russia are the leading power generating complexes in comparison with other complexes of energy industry and due to their independence from the location of the energy source, they are often located on sites characterized by soils with unsatisfactory properties. A relevant example from the practice of construction in St. Petersburg on a construction site with thixotropic soils is considered.Materials and methods. Construction and operation of objects on sites with thixotropic soils attracts the attention of researchers and practitioners by their dependence on the impact of static and dynamic loads. Different methods of foundation construction (pile, slab, etc.) were proposed. The pile foundation design for an additional turbine unit of a thermal power plant in St. Petersburg, including two slabs with vibration isolators, is considered as an alternative.Results. The conducted research has shown that the presence of vibration isolators provides an opportunity to regulate the height position of the system “turbine unit – foundation”, as well as almost completely eliminates the transmission of vibrations to the ground (pile) foundation and adjacent building structures, including existing buildings. The performed geotechnical modelling (model “unit – baseplate – pile foundation” (dynamic calculation of the baseplate and static calculation of the pile foundation) and model “unit – pile foundation” (dynamic and static calculations of the pile foundation)) with the help of Plaxis 3D software package showed that the vibration level on the bottom plate of the structure and on the pile heads is many times (40 times) less than the level of 2 mm/s, at which it is necessary to take into account the reduction of the bearing capacity of the base of both the foundation itself and the adjacent ones.Conclusions. Despite the advantages of the alternative variant in terms of cost and volume, the risks associated with the alternative design induce to favour the design variant adopted in the design documentation.
About the authors
N. S. Nikitina
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
Email: nsnikitina@mail.ru
A. E. Bezgribelnaya
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); Teploelektroproekt Institute
Email: bezgribelnaya@bk.ru
References
- Мангушев Р.А., Осокин А.И., Сотников С.Н. Геотехника Санкт-Петербурга. Опыт строительства на слабых грунтах : монография. М. : Издательство АСВ, 2018. 386 с.
- Ступников В.С., Данчук Е.М., Черкасова Л.И. Тиксотропия глинистых грунтов // Международный журнал прикладных наук и технологий Integral. 2020. № 1. С. 2. EDN ZQOUGR.
- Поздняков В.А., Пахомов В.Е., Королев В.А. Тиксотропия глинистых грунтов // Современные перспективы развития гибких производственных систем в промышленном гражданском строительстве и агропромышленном комплексе : сб. науч. ст. Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров. 2023. С. 294–297. EDN IIDUCS.
- Капустин В.В., Владов М.Л., Вознесенский Е.А., Волков В.А. Оценка воздействия вибрационных нагрузок на грунтовые массивы и сооружения // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022. Т. 49. № 4. С. 155–170. doi: 10.21455/VIS2022.4-11. EDN JXFBLN.
- Ren Y., Yang S., Andersen K.H., Yang Q., Wang Y. Thixotropy of soft clay : a review // Engineering Geology. 2021. Vol. 287. P. 106097. doi: 10.1016/j.enggeo.2021.106097
- Bhattacharya S. Analysis and design of tabletop foundation for turbine generators // Lecture Notes in Civil Engineering. 2019. Vol. 1. Pp. 3–17. doi: 10.1007/978-981-13-0362-3_1
- Concrete foundations for turbine generators: analysis. 2018. doi: 10.1061/9780784414927
- Тер-Мартиросян А.З. и др. Основы численного моделирования в механике грунтов и геотехнике : учеб.-метод. пособие. М. : МИСИ – МГСУ, 2020. 90 с.
- Абелев М.Ю., Абелева А.М., Аверин И.В., Чунюк Д.Ю. Строительство сооружений, передающих многократно повторные нагрузки на фундаменты оснований : учебное пособие. М. : АСВ, 2023. 94 с. EDN IQPCXL.
- Вознесенский Е.А. Поведение грунтов при динамических нагрузках : учебное пособие. М. : Изд-во МГУ, 2017. С. 190–202.
- Мащенко А.В., Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н. Специальные методы механики грунтов и механики скальных пород : учебное пособие. Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. С. 56–60.
- Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А. Грунтоведение. М. : Изд-во МГУ, 2015. С. 538–546.
- Осипов В.И. Природа прочности и деформационных свойств глинистых грунтов. М. : Изд-во МГУ, 2019. 232 с.
- Seed H.B., Idriss I.M. Ground motions and soil liquefaction during earthquakes. Oakland, CA. : Earthquake Engineering Research Institute Monograph, 2015.
- Соколова О.В. Подбор параметров грунтовых моделей в программном комплексе Plaxis 2D // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 4 (48). С. 10–16. doi: 10.5862/MCE.48.2. EDN SFOUPH.
- Ширяева М.П., Кривонос Е.А. Классификация моделей грунтового основания // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». 2014. № 3. С. 18–25. EDN TGILJV.
- Кургузов К.В., Фоменко И.К. Основополагающие математические модели грунтов в практике геотехнического моделирования. Обзор // Естественные и технические науки. 2019. № 5 (131). С. 240–247. doi: 10.25633/ETN.2019.05.04. EDN KGJTQF.
- Колесников А.О., Попов В.Н., Костюк Т.Н. Оценка взаимного влияния свай при вертикальных колебаниях фундамента // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2020. Т. 16. № 3. С. 209–218. doi: 10.22363/1815-5235-2020-16-3-209-218. EDN QKFKCU.
Supplementary files
