Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Основания и фундаменты сборник статей молодых специалистов. - Хабаровск [б. и.], 1974. - 82 с. ил. - Библиогр. в конце ст. - Тираж не указ. - Текст непосредственный. Описано по обл. без тит. л

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.28 Mб
Скачать

32.

Приведенная методика определения присоединенной массы грунта пригодна для коротки* одиночно: свай в грунтовом по­ лупространстве и слое ограниченной мощноет».Главной труд - вестью применения данной теории является неопределенность в выборе конкретного вида Функции ^Р (^) . Этот вопрос дол­ жен быть решен на основании экспериментов.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1. О.Я.Ш е х т е р . Об учете инерционных свойств грунта при расчете вертикальных вынужденных колебаний массивных Фун­

 

даментов. Сб, НИИ оснований № 12, 1948,

 

2.

Б.Г.

К о р е н е в

, Ё.И.

Ч е р н и г о в

о к а я . Расчет

 

плит на упругом основании, Госстройяздат, М. 1962,

3 .

К .Е.

С и л к и н

,

Колебания безграничной плиты* лежащей

 

на

однослойном упругом основании. Труды Университета друж-

 

бы

им. П.Лумумбы,

т . 9,

Строительство» Ban. 2 , 1965.

4. В. М. Л ь в о в с к и й .

К определению приведенной массы и

 

упругих характеристик многослойных обобщенных оснований с

.

постоянным ж переменным модулями уйругостй, "ИзВ., вузов",

 

* Строительство и архитектура", 1971, Й 3.

 

5 .

8 .3 .В л е

с о в

,

Н.Н.Л е о й т ь е В . Валки, плиты и

 

оболочка

на упругом основании. Физматгиз,

М., I960.

 

У д К -6 Е 4 -Ш »г

В.й .БЫКОВА

 

РОЛЬ СОЛНЕЩОЙ РАДИАЦИИ И ИСПАРЕНИЙ В ПРОЦЕССАХ

 

 

ПРОМЕРЗАНИЯ - ОТТАИВАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

 

 

 

дальнего

востока

 

 

 

В связи с решением задач по ускоренному развитию производи­

тельных

сил Дальнего

Востока

серьезное

внимание уделяется

рацио­

нальному использованию естественных богатств региона , в

том

чис­

ле его природно-климатических ресурсов, Знание закономерностей

влияния

естественных

тепловых

факторов

и ,в частности,солнечной

радиации

и испарения

на температурный

режим грунтов позволит

управлять процессами промерзания - оттаивания, поможет

рациональ­

но использовать их в

различных отраслях

неродного хозяйства

 

(стр о и тел ьстве ,

сельском

х о зя й с т в е ).

Поэтому данный

вопрос став

объектом

специального

исследования.

 

 

 

 

И звестно,

что

многократно

трансформируясь в

атмосфере, сол ­

нечная радиация поступает на земную поверхность в виде коротко­

волнового

потока

прямой

$п?

и

рассеянной

фк

радиации.

Но только

часть

е е , называемая

в

метеорологии Поглощенной радиа­

цией

13й

, идет

непосредственно

на

нагрев

гр ун та ,

Одновременас

этим

поверхность Грунта

непрерывно

отдает

тепло в

окружающее

.пространство в виде длинноволнового

излучения. Это

излучение,

складывающееся из собственного излучения поверхности грунта и проти­

воизлучения атмосферы,

называется эффективным излучением Е». Ре­

зультирующей

лучистого

теплообмена

на поверхности грунта

являет­

ся суммарный

радиационный баланс

g P

 

 

§р- бп-Е *(gw'*3wKf-<W-E„

а) .

где

- коэффициент отражения

(а л ь б е д о ), зависящий от

спо­

 

собности поверхности

грунта отражать солнечные

аучк.

34.

Суммарный радиационный баланс обусловливав! развитие на поверх­ ности и в толще грунта ряда тепловых процессов, из которых наи­ большее значение при решении практических вопросов имеют испарение,

теплообмен поверхности с атмосферой и теплопоток в грунтовую тол­ щу.

В.С.Лукьяновым предложен порядок учета лучистого теплооб­ мена при проведении расчетов температурного режима грунтов /17-

Условие теплообмена на горизонтальной поверхности грунта, подвер­ женной лучистому теплообмену с окружающей средой, имеет вид:

 

 

A §xln +

~$е = °»

(2)

где

Л

-

коэффициент

теплопроводности;

 

 

и

-

температурный градиент;

 

 

дх

-

коэффициент

конвективного теплообмена, при­

 

 

 

 

нимаемый в

расчетах равным 20

ккал/м2

 

 

 

г р а д /и с ;*

 

 

 

tn

-

температура

поверхности грунта',

 

tB

-

температура

воздуха.

 

Иначе уравнение (2 ) можно переписать

Здесь радиационный баланс учтен как источник тепла на поверхно­ сти . Аналогичным образом можно учесть влияние испарения,

тогда

Е

 

t в

= t B ♦

f f -

*

(46)

где-

-

величиьа

испарения;

 

 

 

L

-

скрытая

теплота

испарения

воды,

равная 0,6

ккал/см3}

Следует отметить, что в настоящие время Гидрометслужбой Дальнего Востока накоплен обширный материал наблюдений за изме­

35.

нением составляющих лучистого теплообмена на поверхности грунта

/2 ,3 7 , появились более достоверные данные о тепло физических свой­ ствах грунтов /4 ,5 J. Поэтому наиболее приемлемым методом исследо­

ваний температурного режима грунтов для нас явился метод гидрав­

лических аналогий В.С.Лукьянова /IJ.

 

 

При этом задача

была сформулирована

следующим

образом.

I . Исследовать

температурный режим

Грунтов в

условиях

одномерного теплового потока в различных Пунктах Дальнего Востока Сад-Городе, Новосельском, Хабаровске, Белогорске. Грунтовая толща сложена однородными легкими суглинками со следующими теплофизи-

ческими свойствами /4 / :

 

 

 

 

 

£о -

объемный

вес

грунта

= I5G0 кг/м 3;

 

We -

весовая

влажность

= 25%;

 

 

I -

льдистость

= 0 ,8 5 ;

 

 

____ _

 

•Яг -

коэффициент

теплопроводности

талого

грунта =

 

= 0,89 ккал/м г р а д ^ а с ;

 

 

 

Л м-

то же мерзлого грунта =

1,20 ккал/м г р а д /ш с ,

Ст -

объемная

теплоемкость

талого

грунта

» 570

 

ккал/м3 гр;

 

 

 

 

 

С м -

то же мерзлого грунта = 4U0 ккал/мэ град;

tr>-

температура

промерзания

грунта

= - 0 ,2 °С .

Сроки установления и схода устойчивого снежного покрова, его вы­ сота и плотность приняты в расчетах согласно средним многолетним данным Гидрометслужбы / 6 / . Предполагалось, что растительный по­ кров на поверхности грунта отсутствует. В качестве нижних гранич­ ных условий заданы постоянные температуры на глубине 15 метров,

ориентировочно равные ( to ? *2° ) , где t с? - среднегодовая тем­ пература воздуха [I]. Верхние граничные условия вычислены соглас­ но формуле 4 б , т .е . в предположении, что среднемесячная темпера­ тура воздуха изменяется в результате воздействия солнечной радиа­ ции и испарения.

36.

2 . Выявить влияние солнечной радиации и испарения не тем­

пературный режим грунтов (ва .горизонтальные площадки). Для этого ,

предположив неизменность всех прочих факторов, в качестве верх­

них

граничных условий использованы

следующие:

 

 

а ) среднемесячная температура воздуха была принята с уче­

том дополнительных теплопоступланий от солнечной радиации по

формуле 4 а ;

 

 

 

б) среднемесячная температура воздуха принята с учетом

понимания ее в результате испарения

влети с поверхности

грунта

по

формуле t

 

 

 

t* = ti '

(4в)

Величина суммарного радиационного баланса принималась согласно

средним

многолетним

данным Гндрометслужбы

 

/ 2 / ,

среднемесячные

значения

фр

приводятся в т а б л .1 . £

-

среднемесячная величина

испарения с поверхности грунта была вычислена по методике А .Р.

Константинова

flj,

ее значения приводятся

 

в т а б л .2 .

Результаты

расчета верхних граничных условий сведены

 

в т а б л .З .

 

Данные

таб л .2 и 3 свидетельствуют

о

том,

что

на долю всяа -

рения падает больная часть поступающего солнечного Тепла.

наибольшее количество тепла расходуется

на

испарение

в и т е - и ш е .

Весной в осенью этот расход, так ве как и затраты тепла на тепло­ обмен с воздухом, уменьшаются. Это объясняется значительным сок­ ращением турбулентных движений в приземных слоях воздуха, при затухав*» которых передача тепла осуществляется замедленно, путем молекулярной теплопроводности ] , а самое главное тем, ^что при понижен** температуры и влажности приземного слоя воздуха процесс испарения зату х ает .

«

Выженэложемное является причиной то го , что испарение не

л гр ает

сущ ественно! роях в

формировании, температурного режима

грунтов

в

М енее время ( з г е

подтверждается результатам и ,

предатав

д е л и м »

л

теб л .А ). Так же несущественно влияние испарения

на про-

Таблица I

Величина среднемесячной с а д ы радиационного баланса., ккзЛ /сн 3

Hjhkt

.

.......

.....

 

...

Ж O C R 8. -Я..

........................ ........ _

..............,..... ...............

I

п У '

la

17

 

У '

У1

 

УИ

УШ :

а

X

XI

хп

 

 

 

 

 

Сад-Город

-0 ,7 .

о.,?

3,7

:

6,2

 

? ,6

7,9-

7,7

5,4

3,0

0 ,5

- 0,-8

Ноносельское

- 0 ,5

0 .1

3,4

 

7 J

 

7 ,8

.9 ,0

 

9*0

7,3

5 ,4 .

2 ,7

; 0 ^

-0 ,7

Х абаровск

-0 ,9

0,3

2 ,4

 

5,5

 

.9,1*

9,2.

 

а , 5

6 ,7

4 ,5 ,

1 ,8

: -0 ,5

- 1,2

Белогорск

- 0 ,5

-С-., I

1 ,0

 

5,2

 

7 ,7

8,8

 

8,4

6 ,6

4*0

1,3

-0 ,3 ;

-0 ,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

Среднемесячная

величина

испарения, ми

 

 

 

 

 

Еункд

 

 

 

 

 

И

е

о

я

ц

ы

 

 

 

 

 

I ’'

п

К

:

1У

 

I ,

У1

 

УП УИ

IX

X

X I

ХП

 

 

 

 

 

Сад-Город

12,5

17,2

29,0

 

42,5

 

72*3 87,3

 

99,5

76,8

55,6

34,7

19,7

13,6

Новосельские

0 .

П ,3

27,6

 

46,5

 

72,1 92, 2

90,1

76 ,0 .

50,6

26,8

16,2

9,8

Хабаровск

0

11,9

21,5

 

40,1

 

64,0

87,8

 

93,0

74,3

51,4

21,7

. 11,9

0

 

Белогорск

0

0

17,9

 

35,8

 

57,6

83,8

 

92,7

72,3

39,8

14,4

0

0

 

 

 

хвмявр&туршв

условия ев поверхности

грунта

 

 

 

Тм ш щ »

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пункт

Т,°С

 

i

_ _ E__

Ш

Ы

e

c

я

«

ы

.Ж . ' Ш

 

 

 

 

 

 

t*

 

- & L .-

 

У _ Ж _

 

п

*

 

и

лШ .

 

 

- I 'M

-1 5 ,6

- 4 ,8

4,2

10,3

 

14,6

19,2

20,7

15,1

7,9

- 3 ,0

-1 3 ,0

Сад-Город

 

 

- 1ЙД

-1 3 ,9

- 3 ,5

6 ,5

12,5

 

16,5

 

20,4

22,4

16,6

8 ,5

- 3 ,5

-1 4 ,0

 

 

 

- 1 7 ,6

-1 3 ,1

“2 ,3

8,6

15,4

 

20,1

 

24,4

25,5

18,8

9,9

- 2 ,7

-1 3 ,5

 

 

 

-1 7 ,6

-1 4 ,4

6 ,0

2 ,2

7,4

 

1 1 ,0

:

15,2

17,6

12,9

6,5

- 3 ,8

-1 3 ,5

 

t *

 

-2 1 ,7

-1 7 ,6

- 7 ,7

3 .9

. 11,4

16,6

'

20,6

20,6

I 4 .I

5 ,9

- 5 ,5

-17 Д

Новосвль -

t* ■*

 

- 22,0

. -1 8 ,2

- 6 ,5

6 ,9

13,7

19*2

 

23,0

ZZf14

15,7

6,6

—5,6

- 1 8 ,0

СКОС

 

 

-2 2 ,0

.-17,7

- 5 ,4

8 ,8

16,6

22,8

 

2 6 ,6

2 5 ,5

17,8

7,7

- 4 ,9

-1 7 ,6

 

t * -

^

-2 1 ,7

-1 8 ,3

- 8,8

2 ,0

8,8

 

13,2

 

17,3

17,9

12,4

4 ,8

-6 ,2

-1 7 ,5

Хабаровск

t*

 

- 2 2 ,3

-1 7 ,2

- 8 ,5

3 ,1

-II, I

17,4

 

2 1 ,1

2 0 ,0 '

1 3 Д

4 ,7

- 6 Д

-1 9 ,3

t«

 

-2 2 ,9

-1 7 ,5

- 7 ,8

5,2

14,6

2 0,1

 

23,1

21,5

14,9

5 ,0

- 6 ,9

 

t g-

££

-2 2 ,9

-1 7 ,0

-6 ,9

6,9

12,2

2 3 Д

 

26,8

24*5

17 ,0

5 .9

««,4

-1 9 ,3

 

-2 2 ,3

- 1 7 ,7

- 9 ,4

1,4

8 ,5

13,7

 

17,4

1 7,0

1 1,8

з д

8*6

- 1 6 ,5

 

~ f e

 

-2 7 ,1 '

-2 0 ,7

-1 0 ,9

' 1 ,8

ю

д

*17,4

 

2 1Д

18,7

I I , 7

1 ,3

- 1 3 ,5

-2 4 ,0

Белогорск t e +

 

-2 7 ,4

- 20,8

-1 0 ,4

3,9

13,2

2 0,0

 

23,0

г о д

12,8

1 ,6

- 1 3 ,7 «24,5

 

V I f

 

-2 7 ,4

-2 0 ,8

- 9 ,7

5,4

15,5

23,5

 

26,7

23,1

14,5

2 ,2

-1 3 .7

-2 4 ,5

 

t B- ^

-2 7 ,1

-2 0 ,7

-1 1 ,6

0 ,3

7 ,0

13,9

 

17,4

15,8

1 0 ,0

0 ,7

-1 3 ,5

-2 4 ,0

39.

цесс проыерааний грунтов. В средней на территории юга Дальнего Бостона увеличение максимальной глубины сезонного промерзания за

счет испарения составляет 7-13 сы (р и о .1 ). Но на протяжении всего

остального периода и особенно в летнее время роль испарения в фор­ мировании температурного режима грунтов значительна. Так за счет испарения замедляется оттаивание грунтов. На 7 -10 дне* позднее от­ таивает 40-сантиметровый слой грунта, на 10-12 дней позднее - 80 -

сантиметроьый, на 10-15 дней - 120-сантиметровый слой, а полное от­

таивание

грунтов

наступает

позднее в среднем на 14-16

дней (р и с .2 ) .

В период

с мая

по октябрь

испарение способствует значительному

(н а

2 ♦

6 °0 )

уменьшению

температуры грунта.

 

 

 

Анализ результатов свидетельствует о том, что влияние

солнеч­

ной

радиации на

температурный режим грунтов в зимнее

1 ремя,

так же

хак

и испарения,

незначительно, особенно ото характерно для

юга

Приморья. 1 ак ,

в

районе Сад-Города и Новосельеиого в

период

с де­

кабря по февраль солнечная радиация заметного влияния на температуру

деятельного слоя грунта не оказывает (т аб л . 4 ) . Ко

в более северных

районах, например, в Белогорске в декабре-январе

за счет тенлопосту»-

лений от солнечной радиации температура

грунта на

глубине 0 ,2 - 0 ,6 м

повышается на 1,5 * Э ,5°С . Исследования

показали,

что тепловая

энергия от солнечной радиации способна уменьшить глубину промерза­ ния на территории юга Дальнего Востока в среднем на 15 -20 ом, а в районе Белогорска, где при неблагоприятных условиях на затененных участках образуется многолетняя мерзлота, иоклвчить ее появление.

Начиная о марта, возрастает суммарный радиационный баланс,

что ведет к интенсификации тепловых процессов

в грунтовой толде и

способствует более энергичному оттаиванию. По

данным

исследований,

полное оттаивание грунтов ускоряется в среднем

на 36

-46 д н еи (р и с ,2 ).

Динамика температуры

грунта на глубине 0 ,2 -С ,б

и в районе Новосель­

ского, представленная

на ри с.З ,

 

 

40,

Рио. I. 3»висимос*ь наксхмально# ги&т пренерзвшм от яиротм неетиост*

 

+

* ) и* шштцш*

— -

детка* ка&яо-

---------- - ami%>

 

мак

 

 

ЦврМ09Н.

Рис, 2, Зависимость сроков полного впаивания грунтов

от ШИРОТЫнестиости

----—-При t* * t* +

■ - - - - 5 »

ь » - и *

-------- ори

t* * t i -

й

Пункт

Ft

О

Оч

О

f-H

1

Ft <Q

О

«

О

ft

О

и

о

FJ

и> 1-Q

41.

Таблица 4

Расчетная среднемесячная температура грунта при различных верхних граничных условиях

Глубина,

Месяц

 

 

i \ i

*

-

i f

м

 

 

 

 

 

я

0 .2

I

- 5 .5

- 5 ,6

- 5 ,5

П

- 5 .7

- 6 ,4

- 6 ,5

 

 

Ш - 2 .0

-2 ,6

- 3 ,8

 

I

-0 ,2

- 0 ,8

-2 .1

 

п

- 2 ,5

- 2 ,9

-3 ,0

0 ,6

ш

- 1 ,0

-1 .6

- 1 .8

 

-0 .1

-0 .2

-0 ,2

 

У

3 ,3

1 .2

- 0 ,1

 

I

1 ,6

1 ,2

 

0 ,8

1 .0

п

0 .4

0,1

- 0 ,2

 

ш

0 ,0

- 0 ,2

- 0 .7

 

0 ,2

0 ,0

-0 ,1

 

 

IX

- 1 ,2

- 2 ,7

- 3 .8

 

XII

- 7 ,8

- 7 ,7

-9 ,2

 

 

I

- П ,1

- И , 2

-1 2 ,7

0 ,2

л

-1 2 ,0

-1 2 ,1

-1 2 ,1

 

 

ш

- 7 ,3

- 7 ,8

- 9 ,4

 

 

- 0 ,1

- 0 ,3

- 1 .2

 

 

XI

2 ,1

1.4

•*0,2

0 .6

XII

- 1 .7

- 2 .7

- 3 ,7

 

I

- 5 ,0

-5 .0

- 7 ,6

 

п

- 8 ,2

- 6 ,3

-8 ,4

 

 

ш

- 5 .2

- 5 ,6

- 7 .7

 

 

- 0 ,4

- 0 ,8

- 2 ,8

 

 

X п

1.0

0 ,7

- о д

 

 

I

- 0 ,8

->1,7

- 4 , б

1 .0

п

- 5 .1

- 5 ,2

- 5 ,3

 

 

ш

- 3 ,4

- 3 ,6

- 6 .4

 

 

-0 ,2

- 0 ,4

- 1 ,0 .

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ