Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания

 

Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта d_th,n, м, определяется по данным натурных наблюдений по формуле

 

,

 

– где d'_th -наибольшая глубина сезонного оттаивания грунта в годовом периоде, м, устанавливаемая по данным натурных наблюдений в соответствии с ГОСТ 26262;

– T_bf - температура начала замерзания грунта, °С,

– T_th,m и t_th,m - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °C, и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СП 131.13330, причем для климатических подрайонов IБ и IГ значения T_th,m и t_th,m следует принимать с коэффициентом 0,9;

– T_th и t_th -соответственно средняя температура воздуха, °C, за период положительных температур и продолжительность этого периода, ч, в год проведения наблюдений, принимаемые по метеоданным.

При отсутствии данных натурных наблюдений нормативную глубину сезонного оттаивания грунта d_th,n, м, допускается определять по формуле [8]:

 

, (4.4)

 

где Q – параметр, определяющий отток тепла в мерзлый грунт, Вт∙ч/м², ккал/м², Дж/м², рассчитывается по формуле [8]:

 

; (4.5)

 

q₁ – удельная теплота таяния многолетнемерзлого грунта, Вт∙ч/м³, ккал/м³, Дж/м³, рассчитывается по формуле [8]:

 

; (4.6)

 

T_bf – температура начала замерзания грунта, ° С, (3.13);

T_th,c – расчетная температура поверхности грунта в летний период, ° С, определяемая по формуле T_th,c = 1,4 T_th,m + 2,4 °C; здесь T_th,m – средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °C, и t_th,m – продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СП 131.13330;

t_th,c – расчетная продолжительность летнего периода, ч, оп­ре­де­ляемая по формуле t_th,c = 1,15 t_th,m + 0,1 t ₁;

t ₁ – время, принимаемое равным 1,3×10⁷ с (3600 ч). Если в расчетах размерность коэффициентов l_th и l_f берем в ккал/(м×ч∙° С) или в Вт (м∙^·º С) то время в часах;

t ₂ – время, принимаемое равным 2,7×10⁷ с (7500 ч);

l_th и l_f – теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, Дж/(м³×°С) (Вт /(м∙^·ºС), ккал/(м×ч° С);

C_th и C_f – объемная теплоемкость, соответственно талого и мерзлого грунта, Вт×ч /(м^3·ºС), Дж/(м³×° С), ккал/(м³×° С);

k_m – коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов равным 1,0, а для пылевато-глинистых – по табл. 4.4 в зависимости от значения теплоемкости C_f и средней температуры грунта , ° С, определяемой по формуле [8]:

 

; (4.7)

 

Таблица 4.4

Значения коэффициента k_m [8]

Температура °С	Значения коэффициента km при объемной теплоемкости Cf, Дж/(м3×°С) [ккал/(м3×°С)]
1,3×106 (300)	1,7×106 (400)	2,1×106 (500)	2,5×106 (600)
–1 –2 –4 –6 –8 –10	6,8 5,2 3,7 3,0 2,5 1,8	5,9 4,5 3,2 2,6 2,2 1,6	5,3 4,0 2,8 2,3 1,9 1,4	5,0 3,7 2,5 2,1 1,6 1,2

L_n – удельная теплота таяния (замерзания) грунта, Вт×ч /м³, Дж/м³, ккал/м³, определяемая по формуле 3.26 при температуре грунта – 0,5 ,° С.

T₀ – расчетная среднегодовая температура многолетнемерзлого грунта, ° С; которая, устанавливается на основании прогнозных расчетов изменения температурного режима грунтов на застраиваемой территории. Допускается определять значение T _o, ° С, по формуле [8]:

 

, (4.8)

 

где t_y – продолжительность года, принимаемая равной 3,15×10⁷ с (8760 ч);

T_f,m и t_f,m – средняя по многолетним данным температура воздуха в период отрицательных температур, ° С, и продолжительность этого периода, с (ч), принимаемые по СП 131.13330;

R_s – термическое сопротивление снегового покрова, м²×° С/Вт (м²×ч×° С/ккал), определяемое по формуле [8]:

 

,

 

здесь m_L = 1,0 т×° С/(м²×Вт) [1,16 т×ч×° С/(м²×ккал)] – коэффициент учета размерностей;

d_s – средняя высота снегового покрова, м, принимаемая по метеоданным;

r_s – средняя плотность снегового покрова, т/м³, принимаемая по метеоданным.

Если при расчете по формуле 4.8 получается T _o > T_bf, то следует принимать Т _о = Т _bf.

Нормативное значение среднегодовой температуры многолетнемерзлого грунта T _{0, n} определяется по данным полевых измерений температуры грунтов в соответствии с ГОСТ 25358 на опытных площадках с естественными условиями. Допускается значение T _{0, n} принимать равным температуре грунта на глубине 10 м от поверхности.