Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2169.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.67 Mб
Скачать

Σ(0+,9) = 2089 +1,2895700 = 2485 °С сут;

Σ(0,9) = −2085 1,28104459 = −2499 °С сут.

6.Среднее число дней в ноябре с температурой ниже –15 °С

 

 

 

30

 

 

15 +8,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ

Σ (15)

=

2

1 Ф

 

 

 

 

 

 

=8,2

сут.

 

 

 

 

 

54,7

+

9,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Среднее число случаев понижения температуры воздуха ниже –

15 °С за ноябрь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

n(15) =

30

2 0,1782 56,4 + 6,28

2

9,5

 

 

(15 +8,5)2

 

 

 

 

2π

 

 

56,4 + 9,5

Д

 

2(56,4 + 9,5)

 

8. Среднее число дней в ноябре с температурой ниже –15°С в те-

чение одного похолодания

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ_ n (15) =

8,2

=

0,95сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Атмосферные осадки

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осадки выпадают в в де дождя, мороси, снега, мокрого снега,

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

снежной и ледяной крупы, снежных зерен, града. Непосредственно из воздуха выделяются роса, иней, жидкий налет, твердый налет, изморозь. Осаждение переохлажденного дождя, мороси, тумана на дорожных покрытиях является причиной гололеда. Осадки характеризуются их количеством, продолжительностью, интенсивностью, числом дней с осадками различной величины, видом осадков. Количество дней с осадками более предельного значения приведено в прил.7. Для дорожного строительства практический интерес представляют преобладающие формы осадков в виде снега, дождя и смешанные.

Обильный снег затрудняет укладку бетона, т.к., тая на его поверхности, нарушает проектное водоцементное отношение. Являясь эффективным теплоизолятором, снег уменьшает глубину промерзания грунта. Объем выпавшего снега определяет количество средств для его уборки.

18

Средние даты образования снежного покрова, разрушения устойчивого снежного покрова и среднюю из наибольших высот снежного покрова в течение зимы hc следует принимать по справочным дан-

ным [26].

Нарастание средней высоты снежного покрова во времени hc (τ) можно рассчитать по формуле

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

,

(2.19)

 

hc (τ) =1,5

hc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τc

 

где τc средняя продолжительность периода нарастания снежного

покрова, получаемая как период времени между средней датой его образования и разрушения.

Вероятные границы изменения высоты снежного покрова с уче-

том (2.6) приближенно

 

могут

быть

оценены следующим образом

(табл. 2.2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

h

 

(τ) = h

(τ) 1

± q

 

Cv

 

 

И.

(2.20)

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

c

 

 

τ τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Таблица 2.2

 

Изменение коэффициента вариации высоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

по зонам

 

 

 

 

 

снежного покроваАC

 

 

 

С

б

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поле

Лес

 

 

 

 

Зоны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Северная лесная зона ЕТР *

 

 

 

 

0,30

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Северо-Западная зона ЕТР

 

 

 

 

0,40

0,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центр ЕТР и юг ЕТР

 

 

 

 

 

 

 

 

0,55

0,20

 

 

 

 

 

 

 

 

Степные районы ЕТР и Западной Си-

 

0,35

0,25

 

 

бири

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*ЕТР – европейская территория России.

Всоответствии с рис. 2.2 приведена вероятностная оценка высоты снежного покрова по ст. Омск, выполненная по формулам (2.19) и

(2.20), т.е.

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h0,90

 

 

 

τ

 

 

0,35

 

 

(τ) =1,5

24

 

 

 

1 ±1,28

 

 

 

 

.

150

 

 

 

 

 

τ 150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение среднемноголетних высот снежного покрова по месяцам приведено в прил. 8.

hc,

см

50

hpmax (τ)

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с (τ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τс

 

 

 

 

 

Д

f (τ

р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аhpmin (τ)

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ0

 

XI

 

XII

 

I

 

 

 

II

 

III

 

IV

τ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

τ

с

 

 

 

 

 

 

τ pτ p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2. Вероятностная оценка

высоты

снежного

покрова по

ст. Омск.

f (τ0 )

и f (τ р ) – законы распределения дат образования и

разрушения снежного покрова;

τ0

и τ p – отклонения от средней

даты образования и разрушения снежного покрова с Р =0,90

20

2.3. Промерзание и оттаивание грунта

Процесс превращения грунтовой влаги в лед, наступающий при температуре несколько ниже 0 °С, называется промерзанием грунта. Глубина промерзания грунта зависит от температуры воздуха, влажности грунта, замедляющей его замерзание вследствие выделения скрытой теплоты фазового перехода воды в лед, толщины снежного покрова, разновидности грунта.

При промерзании грунта его сопротивление механическим воздействиям возрастает до 100 раз, что оказывается принципиальным обстоятельством для принятия организационно-технологических решений.

Средняя многолетняя максимальная глубина промерзания грунта

под естественной поверхностью определяется корреляционной зави-

Σ

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

симостью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

(τ

) = k

Σ

Σ

()

k

 

h

,

(2.21)

 

 

 

 

 

 

 

t

 

c c

 

где k , k

 

коэффициенты регрессии соответственно при сумме отри-

цательных температур Σt() (см. рис. 2.1) и средней высоте снежного

покрова за зиму

 

 

б

Д

 

 

hc (см. рис. 2.2).

 

 

 

Коэффициент регрессии

kΣ

зависит от разновидности грунта и

 

 

 

и

 

 

 

 

 

равен для песчаных супесчаныхАгрунтов 5,6 град2/сут, а для сугли-

нистых и глинистых грунтов 4,7 град2/сут (табл. 2.3).

 

С

 

 

 

Таблица 2.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент регрессии kc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование районов (прил. 5)

kc

 

Первая зона ЕТР

 

 

 

1,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторая зона ЕТР

 

 

 

1,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Третья зона ЕТР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Четвёртая зона ЕТР

 

 

 

2,20

 

 

 

 

 

 

Сибирь (исключая зону вечной мерзлоты)

1,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина промерзания грунта, так же как и температура воздуха, является случайным процессом. В предположении нормальности рас-

21

пределения глубины промерзания грунта ей можно дать статистическую оценку.

Так, среднеквадратичное отклонение глубины промерзания составляет

 

 

 

 

kΣ

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

=

 

 

 

D()

+ k

σ

 

.

(2.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

2

 

 

t()

 

 

Σ

c

 

c

 

 

 

 

Σ

 

 

 

В (2.22), помимо ранее введённых обозначений,

σc – средне-

квадратичное отклонение средней высоты снежного покрова за зиму, вычисляется по формуле

σ

 

= Cc

 

,

(2.23)

c

h

 

v c

 

где Cvc коэффициент вариации средней высоты снежного покрова за

зиму

(см. табл. 2.2). Предельные величины промерзания грунта с ве-

роятностью

 

 

 

Д

 

 

 

P , согласно (1.5), составят

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H pmin =

 

(τ) ± qσ

н.

 

 

 

(2.24)

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Во времени глубина промерзания грунта описывается выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

τ

1

 

 

 

 

 

 

 

 

H (τ) = H (τ

) sin

2

 

 

 

,

 

 

(2.25)

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где τ1

– средняя многолетняя дата перехода температуры воздуха че-

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рез 0 °С в осеннее время б(см. р с. 2.1) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С учетом изложенного на рис. 2.3 приведена соответствующая

оценка глубины промерзанияигрунта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример.

огласно данным,

приведенным в подразд. 2.1, 2.2 по

ст. Омск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

) = −2085°С сут; D() =104459°С сут2; C h =0,35, а

 

 

= 24 см.

Σ

h

 

t

 

Σ

 

 

 

 

 

 

v

c

 

В соответствии с формулой (2.21) для суглинистых грунтов имеем

H (τ) = 4,72085 1,35 24 =182 см;

σн 24,72085 104459 +1,35 0,35 24 = 28 см.

22

Тогда, согласно формуле (2.24), получим

Н0max,9 =182 +1,28 28 = 218 см.

t

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (τ00 )

 

 

f (τ0в )

 

 

 

 

 

t(τ)

 

 

 

 

 

 

 

0

+

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mt (τ)

 

 

 

И

 

 

 

f (tв )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

τ1

 

А

 

 

 

 

 

0

 

б

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

H min (τ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

(τ)

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

H max (τ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

H (τ)

 

 

 

 

 

H (τ)

H

τ

τ

13 H (τ)

Рис. 2.3. Схема к вероятностно-статистической оценке глубины

промерзания грунта Н

23

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]