Полученная величина Z = 83 см в 10 лет 1 раз будет иметь место. Из приведенных расчетов можно сделать вывод, что метод

определения глубины промерзания грунтов по предлагаемому способу довольно прост и вместе с тем достаточно точен. Однако следует отметить, что карты изолиний составлены на основании данных о глубине промерзания грунта под снежным покровом. При проектировании и строительстве автомобильных дорог необходимо знать промерзание грунт без учета влияния снежного покрова. В связи с этим нами определен переходный коэффициент, учитывающий влияние снежного покрова. Определение которого приведено ниже.

6.5. Влияние снежного покрова на глубину промерзания грунтов

Существенным фактором, влияющим на глубину промерзания грунтов, является снежный покров. Наличие мощного снегового покрова вносит большие изменения в глубину промерзания грунтов при одной и той же интенсивности морозов. В подтверждение сказанного приведем данные наблюдений о разности глубин промерзания между грунтом, покрытым снегом и грунтом, оголенным от снежного покрова, табл. 6.8. которые были проведены на ст. Добеле (Латвийская Республика).

Таблица 6.8. Разность глубин промерзания грунтов (см) по декадам, между оголенным участком и участком, покрытым снежным покровом.

Порядок определения глубины промерзания по второму способу следующий:

1.По карте изолиний (рис.6.2) определяется средняя максимальная глубина промерзания Zср.

2.Определяется коэффициент вариации Gv по карте изолиний

(рис.6.3).

3.Вычисляем коэффициент асимметрии

Cs=2Сv .

4. По найденным значениям коэффициента вариации и асимметрии и заданному проценту обеспеченности по таблицам С. И. Рыбкина /40/ при Cs=2Cvнаходим модульный коэффициент ks. Модульный коэффициент ks так же можно определить по составленной нами номограмме (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Связь разностей глубины промерзания грунтов (см) на оголенном и покрытом снежным покровом участке с суммой отрицательных температур

5. Определяем глубину промерзания грунтов заданной обеспеченности под снежным покровом по формуле (6.27).

Результаты расчетов по определению глубины промерзания по двум способам приведены в табл.6.9.

Таблица 6.9.Сравнительные данные расчетов глубины промерзания по двум способам

Продолжение таблицы 6.9.

Примечание: В числителе глубина промерзания, вычисленная по Э. Гумбелю (первый случай), а в знаменателе по картам изолиний (второй случай).

Из табл. 6.8 видно, что расхождения в глубине промерзания грунтов определенные по первому способу и по второму способу (карты

изолиний) весьма незначительны, максимальное отклонение ± 4 см, что составляет 2,3 %. Это говорит о том, что второй способ вполне может быть использован для определения глубины промерзания грунтов.

На оголенном участке к концу зимы грунт промерзает, примерно, на полметра глубже, чем на участке, покрытом снежным покровом, а в зиму 1950—1951 гг. разность достигла 69 см. Если принять за 100% глубину промерзания на участке, покрытом снежным покровом и выразить глубину промерзания на оголенном участке в % от этой величины, то получим следующие данные (табл.6.10).

Таблица 6.10. Глубина промерзания на оголенном участке в % от глубины промерзания на участке, покрытом снежным покровом, по декадам

К концу зимы грунт на оголенном участке промерзает в 3-4 раза глубже, чем на участке, покрытом снежным покровом.

Глубина промерзания в естественных условиях, главным образом, зависит от метеорологических условий в начале морозного периода. Если в этот период снежный покров отсутствует, или его высота мала, грунт промерзает быстро, а когда устанавливается снежный покров высотой 10 см и более, ход промерзания грунта резко замедляется. Еслив начале морозного периода уже лежит снежный покров, ход промерзай естественно, задерживается.

Разность глубин промерзания между грунтом, покрытым снежным покровом и оголенным, с различной высотой снежного покрова и влажностью грунта, представлена на рис.6.5. Из рис.6.5 видно, что наименьшие разности бывают при низком снежном покрове ( до 15 см ) и большой влажности (кривая I). В более сухой почве в связи с ее большой теплопроводностью при той же высоте снежного покрова разность глубин промерзания возрастает (кривая 2).

При высоком снежном покрове (более 15 см) разность глубин промерзания между обоими участками увеличивается, влажность же грунта оказывает меньшее воздействие на различие в глубине промерзания на обоих участках, хотя во влажном грунте (кривая 3) разности глубин промерзания все же меньше, чем в сухой (кривая 4). Таким образом, снежный покров является как бы теплоизолятором, уменьшающим глубину промерзания.

Рис. 6.5. Номограмма для определения модульного коэффициента ks: 1 кривая числа лет наблюдений (22 года); Cv – коэффициент вариации.

Корреляционная связь между глубиной промерзания грунта и снежным покровом, температурой воздуха за зимние месяцы, количеством осадков перед установлением снежного покрова и глубиной промерзания установлена в результате совместной статистической обработки их. На основе этой связи полученоследующее уравнение регрессии:

(6.30)

где Zc — глубина промерзания грунта (см) под снежным покровом; А— количество осадков (мм) за осенне-зимний период

(октябрь-декабрь);

Тc— сумма среднесуточных температур (с соответствующим знаком) за зимний период (октябрь-март);

h — сумма ежедневных высот снежного покрова за зимний се-

зон;

q — число дней со снежным покровом за сезон.

Коэффициент корреляции 0,74, а ошибка связи - ±13 см. Следовательно, выявленная связь может считаться надежной.

Для оголенных от снежного покрова площадок формула имеет вид:

(6.31)

Приведенные формулы и данные о глубине промерзания грунтов показывают, что снежный покров оказывает существенное влияние на глубину промерзания грунтов.

Для автомобильных дорог данное положение имеет существенное значение ввиду того, что проезжая часть дороги неполностью очищается от снега, а обочины совсем не очищаются. Следовательно, и промерзание земляного полотна будет различно. При оттаивании грунта снег также нарушает равновесие — он задерживает поступление тепла в грунт, поэтому по оси дороги грунт оттаивает быстрее, чем на обочине, что приводит к накоплению влаги непосредственно под покрытием, которая может повлиять на его прочность. Так как скопившейся влаги нет отвода ввиду того, что обочины еще не оттаяли, а внизу тоже мерзлый грунт, происходит переувлажнение грунтового основания (рис.6.6. ), что зачастую и приводит к потере прочности дорожного покрытия.

Поэтому учет влияния снежного покрова на глубину промерзания грунтов имеет важное значение при проектировании и строительстве автомобильных дорог. Правильный учет влияния снежного покрова позволяет и правильно назначить мероприятия, регулирующие воднотепловой режим земляного полотна автомобильных дорог.