Материал: Zanyatie_1_reshenie
для суглинка: = −0,20
для мелкого песка: = −0,10
Расчетная среднегодовая температура многолетнемерзлого грунта на глубине 10 м, °С определяется по данным полевых измерений. В нашем случае по условиям задачи:
= −8,5 град.
Определим среднюю температуру мерзлого грунта ̅, по формуле
̅ |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
= ( |
− |
) ( |
|
− 0,22) |
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Получим:
для торфа: ̅ = (−8,5 − 0,23) (45003600 − 0,22) = −8,5 град.,
для суглинка: ̅ = (−8,5 − 0,20) (45003600 − 0,22) = −9,0 град.
для мелкого песка: ̅ = (−8,5 − 0,10) (45003600 − 0,22) = −8,9 град.
Объемную теплоемкость мерзлого и талого грунтов определим по таблице
1.4.
Т а б л и ц а 1.4 – Расчетные значения объемной теплоемкости грунтов
Плотность |
|
Объемная теплоемкость грунтов, |
|
Суммарная |
|
|
|
сухого грунта, |
|
3 |
|
|
|
||
|
влажность |
ккал/м *град |
|
|
|
|
|
, |
грунта, долей |
|
|
талого грунта |
мерзлого грунта |
||
т/м3 |
единицы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
9 |
950 |
550 |
|
|
|
|
0,1 |
6 |
650 |
400 |
|
|
|
|
0,1 |
4 |
450 |
300 |
|
|
|
|
0,1 |
2 |
250 |
200 |
|
|
|
|
0,2 |
4 |
900 |
570 |
|
|
|
|
0,2 |
2 |
500 |
350 |
|
|
|
|
0,3 |
3 |
990 |
570 |
|
|
|
|
0,3 |
2 |
750 |
500 |
|
|
|
|
0,4 |
2 |
900 |
650 |
|
|
|
|
Плотность |
|
Объемная теплоемкость грунтов, |
|
Суммарная |
|
|
|
сухого грунта, |
|
3 |
|
|
|
||
|
влажность |
ккал/м *град |
|
|
|
|
|
, |
грунта, долей |
|
|
талого грунта |
мерзлого грунта |
||
т/м3 |
единицы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
1,0 |
855 |
500 |
|
|
|
|
1,0 |
0,6 |
820 |
520 |
|
|
|
|
1,2 |
0,4 |
740 |
505 |
|
|
|
|
1,4 |
0,35 |
800 |
560 |
|
|
|
|
1,4 |
0,30 |
720 |
520 |
|
|
|
|
1,4 |
0,25 |
660 |
490 |
|
|
|
|
1,4 |
0,20 |
590 |
450 |
|
|
|
|
1,4 |
0,15 |
520 |
420 |
|
|
|
|
1,4 |
0,10 |
450 |
415 |
|
|
|
|
1,4 |
0,05 |
380 |
350 |
|
|
|
|
1,6 |
0,3 |
835 |
590 |
|
|
|
|
1,6 |
0,25 |
750 |
560 |
|
|
|
|
1,6 |
0,20 |
670 |
510 |
|
|
|
|
1,6 |
0,15 |
590 |
480 |
|
|
|
|
1,6 |
0,10 |
515 |
430 |
|
|
|
|
1,6 |
0,05 |
435 |
400 |
|
|
|
|
1,8 |
0,20 |
755 |
575 |
|
|
|
|
1,8 |
0,15 |
660 |
540 |
|
|
|
|
1,8 |
0,10 |
575 |
485 |
|
|
|
|
1,8 |
0,05 |
485 |
450 |
|
|
|
|
2,0 |
0,10 |
640 |
540 |
|
|
|
|
2,0 |
0,05 |
540 |
500 |
|
|
|
|
Таким образом, будем иметь:
Объемную теплоемкость мерзлого грунта:
для торфа: = 570 ккал/м3 ∙ град
для суглинка: = 560 ккал/м3 ∙ град
для песка мелкого : = 480 ккал/м3 ∙ град
Объемную теплоемкость талого грунта:
для торфа: = 900 ккал/м3 ∙ град
для суглинка: = 800 ккал/м3 ∙ град
для песка мелкого : = 540 ккал/м3 ∙ град
Теплота таяния (замерзания) грунта определяется формулой:
= [ − ] ∙
– значение удельной теплоты фазовых превращений вода-лед, принимается равной 3,35 ∙ 105 Дж/кг или 80000 ккал/т;
– суммарная влажность грунта, долей единицы;
– весовое содержание незамерзшей воды, долей единицы, определяется по формуле для температуры:
= ̅ − 2
для глинистых грунтов:
= ∙
– влажность глинистого грунта на границе раскатывания в долях единицы, приведена в задании;
– коэффициент принимаемый в соответствии с таблицей 1.5.
Т а б л и ц а 1.5
для заторфованных грунтов и торфа:
П
= 4 | | √
П – параметр, принимаемый равным для торфа 1,6; для заторфованных грунтов определяется по формуле
П = 2,2 ∙ − 0,1
q – степень заторфованности грунта.
Рассмотрим слой торфа:
= ̅ − = −8,5 − (−0,23) = −4,1 град. 2 2
весовое содержание незамерзшей воды, :
= |
1,6 |
= 1,1 д. е. |
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
√|4,1| |
|
|
= 80000[4,0 − 1,1] ∙ 0,2 = 46400 ккал/т
Для суглинка:
= ̅ − = −9,0 − (−0,20) = −4,4 град. 2 2
весовое содержание незамерзшей воды, :
= 0,5
= 0,5 ∙ 0,24 = 0,12
= 80000[0,35 − 0,12] ∙ 1,4 = 25760 ккал/т
Для мелкого песка: весовое содержание незамерзшей воды принимаем для песка равным нулю, = 0,0.
= 80000 ∙ [0,08 − 0,0] ∙ 1,8 = 11520 ккал/т
1.4Определение нормативной глубины сезонного оттаивания грунтов основания
Найдем промежуточный параметр Q по формуле: |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= (0,25 − |
, |
) ( |
− |
) |
√ |
|
∙ |
∙ |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов равным 1,0, а для глинистых по таблице 1.6 в зависимости от значения объемной теплоемкости мерзлого грунта и средней температуры грунта ̅.
Т а б л и ц а 1.6 – Значения коэффициента
Температура, |
|
при , ккал⁄м3 |
∙ град. |
|
|
|
|
|
|
|
|
̅, град. |
|
|
|
|
|
300 |
400 |
|
500 |
600 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
-1,0 |
6,8 |
5,9 |
|
5,3 |
5,0 |
|
|
|
|
|
|
-2,0 |
5,2 |
4,5 |
|
4,0 |
3,7 |
|
|
|
|
|
|
-4,0 |
3,7 |
3,2 |
|
2,8 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
-6,0 |
3,0 |
2,6 |
|
2,3 |
2,1 |
|
|
|
|
|
|
-8,0 |
2,5 |
2,2 |
|
1,9 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
-10,0 |
1,8 |
1,6 |
|
1,4 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
Получим:
для торфа: = 1,8
для суглинка: = 1,5
для песка мелкого: = 1,0.
Тогда: