Глубина промерзания грунта по регионам России
Глубина промерзания грунта (df) — это нормативная величина, которая показывает уровень промерзания почвенного горизонта в зимний период и определяется на основании многолетних наблюдений в каждом регионе России. Нижняя граница этой зоны, называется точкой промерзания грунта.
Величина ГПГ является одним из самых важных параметров при определении глубины заложения фундамента, а значит нахождение этого коэффициента обязательно при любом строительстве. Знание глубины промерзания, позволяет обезопасить основание, так как в зимний период происходит перераспределение напряжения в грунтах, подземные воды переходят из жидкого состояния в лед, увеличивается их объем до 10-15% и начинаются процессы пучения.
Если подошву фундамента недостаточно заглубить, то на стенки будет воздействовать колоссальное вертикальное давление, которое непременно приведет к деформациям и нарушению целостности основания. Если же подошва фундамента будет располагаться ниже уровня ГПГ, то силы морозного пучения будет действовать на боковые стенки по касательной, то есть фундамент зимой будет выталкиваться наружу, а летом обратно погружаться внутрь.
Расчет глубины промерзания грунта
До недавнего времени расчет глубины промерзания грунта осуществлялся вручную с помощью СНиП и других нормативных документов – это не совсем удобно, так как приходится пролистывать больше количество страниц, чтобы найти нужны регион/город. Мы предлагаем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, который позволяет определить нормативную и расчетную глубину промерзания грунта в ОДИН КЛИК – вам требуется выбрать населенный пункт и нажать кнопку «Рассчитать». База данных нашей программы основывается на информации из СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»).
В нашем инструменте есть информация по всем регионам и городам России, среди которых: Московская область, Ленинградская область, Нижегородская, Свердловская, Ростовская, Самарская, Челябинская, Калининградская области, Пермский, Хабаровский, Приморский края, Башкортостан, Татарстан, Крым.
Карта промерзания грунтов СССР
Глубина промерзания грунта по регионам России (карта + таблица)
| Город | Глубина промерзания грунта, см |
| Архангельск | 175 |
| Владивосток | 180 |
| Вологда | 170 |
| Екатеринбург | 190 |
| Иркутск | 190 |
| Казань | 175 |
| Калининград | 80 |
| Красноярск | 200 |
| Курск | 130 |
| Москва | 130 |
| Нижний Новгород | 155 |
| Новосибирск | 220 |
| Омск | 220 |
| Орел | 130 |
| Пермь | 190 |
| Псков | 120 |
| Ростов-на-Дону | 90 |
| Рязань | 130 |
| Самара | 165 |
| Санкт-Петербург | 120 |
| Саратов | 145 |
| Симферополь | 70 |
| Сургут | 270 |
| Тюмень | 210 |
| Хабаровск | 190 |
| Челябинск | 215 |
| Якутск | 240 |
| Ярославль | 170 |
Карта промерзания грунтов Центральной России
Глубина промерзания грунта в Московской области
| Город | Глубина промерзания грунта, см |
| Москва | 130 |
| Балашиха | 125 |
| Подольск | 130 |
| Коломна | 115 |
| Серпухов | 120 |
| Орехово-Зуево | 125 |
| Сергиев Посад | 130 |
| Зеленоград | 130 |
| Солнечногорск | 125 |
Глубина промерзания грунта в Ленинградской области
| Город | Глубина промерзания грунта, см |
| Санкт-Петербург | 120 |
| Гатчина | 120 |
| Выборг | 125 |
| Сосновый бор | 120 |
| Кингисепп | 120 |
| Луга | 115 |
| Волхов | 120 |
| Тихвин | 120 |
| Свирица | 125 |
Пример расчета глубины промерзания грунта
СП 22.
13330.2010 «Основания зданий и сооружений» подробно расписывает методику расчета глубины промерзания почвы, мы попробуем вкратце разобрать основные положения и разберем пример.
В разных регионах и тем более в различных широтах, глубина промерзания почвы может сильно отличаться. Большое влияние на эту величину оказывают климатические факторы, гранулометрический состав грунта и вышележащая поверхность. Но раз все они участвуют в формировании величины промерзания, значит их можно объединить в одно выражение.
Нормативная глубина промерзания грунта (формула): df = d0 × √Mt
Расчетная глубина промерзания грунта (формула): df = d0 × √Mt × kh
- df — глубина промерзания;
- d0 — коэффициент, зависящий от типа грунта:
- крупнообломочные грунты – 0,34;
- крупные пески – 0,3;
- мелкие сыпучие пески и супеси – 0,28;
- глины и суглинки – 0,23;
- Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур для определенной местности;
- kh – коэффициент среднесуточной температуры вышележащей поверхности.
Первая формула позволяет выполнить расчет глубины промерзания грунта без учета вышележащей поверхности, то есть вы получите нормативное значение для данного участка местности. Но например, при расчете глубины промерзания грунта для фундамента применяется коэффициент kh, который вносит поправку на основании среднесуточной температуры (°С) примыкающего помещения, то есть это будет расчетное значение.
Конструктивные особенности здания | Значение коэффициента kh при температурах, °С | ||||
0 | 5 | 10 | 15 | 20 и больше | |
| Без подвала, с полами на грунте | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без подвала, с полами на лагах | 1 | 0,8 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без подвала, с полами на утепленном цоколе | 1 | 0,9 | 0,9 | 0. | 0,7 |
| С подвалом или техническим подпольем | 0,8 | 1 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
| Неотапливаемое помещение | 1,1 | ||||
8
Разберем пример расчета глубины промерзания в Москве.
Предположим, что у нас будет одноэтажный дом с полами на лагах без подвального помещения, расположенный на песчаном грунте. Планируется, что средняя температура в помещении будет +22 °С.
Согласно СНиП 23-01-99 (СП 22.13330.2010) из таблицы №3 документа, мы складываем отрицательные значения температур для города Москва и получаем – 32,9 °С.
Далее подставляем все значения в формулу:
df = 0,3 × √32,9 × 0,6 = 1,03 м
Расчетная глубина промерзания грунта для Москвы равна 1,03 м.
Глубина промерзания грунта в Подмосковье
Из данной статьи вы узнаете, что собою представляет понятие глубины промерзания грунта и почему его необходимо учитывать при проектировании фундаментов. Мы рассмотрим нормативные величины ГПГ для разных регионов России и узнаем, как определить фактическую и расчетную величину глубины промерзания почвы согласно действующим нормативам СНиП.
Оглавление:
Глубина промерзания грунта (ГПГ) – нормативное понятие, которое описывает среднестатистическую глубину, на которою почва промерзает в холодное время года.
Для расчета глубины промерзания берется среднестатистический показатель сезонного промерзания в конкретном регионе за последние 10 лет.
Рис. 1.0: Карта нормативной глубины промерзания почвы в разных регионах России
Уровень промерзания почвы – одна из основных величин, которые учитываются при проектировании фундаментов любого типа.
Важно учесть! Плитные и ленточные фундаменты, не обладающие достаточной глубиной заложения, отличаются чрезмерной подверженностью воздействиям морозного пучения почвы – они неустойчивы, подвержены деформациям и разрушениям.
Рис. 1.1: Характерный признак неправильно рассчитанной глубины заложение фундамента и, как следствие, повреждение здания под воздействием пучения грунта
Морозное пучение происходит в промерзших пластах почвы, пропитанных влагой. Грунтовые воды, при замерзании, склонны к увеличению своего объема на 2-9%, в результате такого расширения пропитанная водой почва начинает подниматься вверх и давить на фундамент здания, оказывая на него выталкивающее воздействие.
Важно! Чтобы избежать негативных влияний пучения, ленточные и плитные фундаменты должны закладываться ниже глубины промерзания почвы.
При таком расположении основание полностью лишено воздействия вертикальных сил пучения (выталкивающего давление почвы, находящейся под фундаментной лентой). Фундамент подвергается лишь касательному пучению (в результате трения стенок основания и боковых пластов пучинистой почвы), влияние которого можно устранить с помощью обустройства уплотняющей отсыпки по периметру стенок фундамента.
Рис 1.2: Схема промерзания участка застройки
Перед началом любого строительства, проводящегося на пучинистых грунтах, необходимо выяснить ГПГ в конкретном регионе, чтобы в дальнейшем иметь возможность подобрать оптимальную глубину заложения фундамента.
Внимание! Как неправильный расчет нагрузки на фундамент может привести к большим финансовым потерям: ссылка.
Глубина промерзания СНИП
В строительной практике, для определения глубины промерзания, используются нормативные данные о ГПГ и базовая информация для ее расчета, заложенная в документах СНиП.До недавнего времени основным документом, в котором были приведены данные о глубине промерзания грунта, являлся СНиП № 20101-82 “Климатология и геофизика строительства”, и сопутствующие ему карты разных регионов Российской Федерации.
| Важное замечание! С недавних пор данный нормативный документ был разделен на две отдельные справки – СНИП № 20201-83 “Фундаменты зданий о сооружений” и СНИП № 2301-99 “Климатология строительства”. |
В данный документах приведены среднестатистические показатели глубины промерзания почвы для конкретных регионов РФ, ознакомится с которыми вы можете в таблице 1.1
| Город | Сезонная глубина промерзания разных видов почвы (см) | ||
|---|---|---|---|
| Глиняный грунт и суглинок | Супеси и мелкие сухие пески | Крупные и гравелистые пески | |
| Ярославль | 143 | 174 | 186 |
| Архангельск | 156 | 190 | 204 |
| Челябинск | 173 | 211 | 226 |
| Вологда | 143 | 174 | 186 |
| Тюмень | 173 | 210 | 226 |
| Екатеринбург | 157 | 191 | 204 |
| Сургут | 270 | 290 | |
| Казань | 143 | 175 | 187 |
| Саратов | 119 | 144 | 155 |
| Курск | 106 | 129 | 138 |
| Санкт-Петербург | 98 | 120 | 128 |
| Москва | 110 | 134 | 144 |
| Самара | 154 | 188 | 201 |
| Нижний Новгород | 145 | 176 | 189 |
| Рязань | 136 | 165 | 177 |
| Новосибирск | 183 | 223 | 239 |
| Ростов на Дону | 66 | 80 | 86 |
| Орел | 110 | 134 | 144 |
| Псков | 97 | 118 | 127 |
| Пермь | 159 | 193 | 207 |
Таблица 1.
1: Нормативная глубина промерзания почвы в разных городах России
ГПГ зависит от двух основных факторов – среднестатистических минусовых температур в конкретных регионах и типа грунта.
Косвенным фактором, влияющим на ГПГ, является толщина снежного покрова, которым укрыт грунт – чем он толще, тем меньшей будет глубина промерзания. Стоит учитывать, что данные, указанные в нормативных таблицах СНИП, не учитывают толщину снежного покрова, поэтому фактическая величина ГПГ в регионе всегда будет меньшей, чем глубина, указанная в таблице 1.1.
Рис. 1.3: Схема зависимости ГПГ от толщины снежного покрова
Важное замечание! Всем домовладельцам, сталкивающимся с проблемой пучения почвы, стоит помнить о том, что они сами себе могут доставить дополнительных неприятностей, очищая снег и формируя сугробы возле стен дома.
Неравномерное пучение, которое происходит в местах, где почва обладает разной глубиной промерзания, крайне негативно сказывается на состоянии фундамента – из-за различных выталкивающих сил, воздействующих на фундаментную ленту, основание дома перекашивается, в результате чего возникают трещины на стенах и цоколе. Если вы очищаете снег вокруг постройки – делайте это по всем периметру здания, и не формируйте сугробы возле одной из стен дома.
Глубина промерзания грунта в Подмосковье
Как свидетельствуют отзывы опытных строителей, свыше 80% грунтов в Москве и области представлены пучинистой почвой – суглинком, глиной, песками, супесями. При строительстве домов на таких грунтах крайне важно учитывать глубину их промерзания, поскольку фундамент, заложенный выше требуемого уровня, не будет обладать ожидаемой от него надежностью и долговечностью.
ГПГ в Подмосковье варьируется достаточно сильно – от 90 до 200 сантиметров. Такие колебания обусловлены разной плотностью грунтов – чем большая плотность, и чем выше уровень залегания грунтовых вод, тем сильнее будет промерзать почва.
Среднестатистической расчетной величиной ГПГ, учитываемой при строительстве зданий в Подмосковье, принято считать 140 сантиметров. Более детальные показатели для разных городов Подмосковья вы можете увидеть в таблице 1.2.
| Город | Сезонная глубина промерзания почвы (см) |
|---|---|
| Дубна | 150 |
| Талдом | 130 |
| Сергиев Посад, Александров | 140 |
| Орехово-Зуево | 130 |
| Егорьевск | 130 |
| Коломна | 110 |
| Ступино | 120 |
| Серпухово | 100 |
| Обнинск | 110 |
| Балабаново | 110 |
| Можайск | 125 |
| Волоколамск | 120 |
| Клин, Солнечногорск | 120 |
| Звенигород, Истра | 110 |
| Наро-Фоминск | 125 |
| Чехов | 120 |
| Воскресенск | 110 |
| Павловский Посад, Ногинск, Пушкино | 110 |
| Дмитров | 140 |
| Пушкино, Щепково, Балашиха | 150 |
| Одинцово, Болицыно, Кубинка | 140 |
| Подольск, Домодедово, Люберцы | 100 |
| Железнодорожный | 110 |
| Мытища, Лобня | 140 |
Таблица 1.2: Глубина промерзания грунта в Московской области
Внимание! Почему пучение способно разрушить ваше будущее строение:как обезопасить себя
Расчетная глубина промерзания грунта
Расчетная величина ГПГ, согласно нормативам СНИП, определяется по формуле: h = √M*k, в которой:
- М – сумма максимальных показателей минусовых температур в холодное время года;
- k – коэффициент, отличающийся для разных видов грунтов.
Величина коэффициента, использующегося в расчетной формуле, составляет:
- 0,23 – для глинистой почвы и суглинков;
- 0,28 – для пылеватой и мелкой песчаной почвы, супесей;
- 0,3 – для средне крупных гравелистых и крупных песков;
- 0,34 – для почвы с вкраплениями крупнообломочных горных пород.
Для примера, определим расчетную величину ГПГ для Вологды. Данные среднемесячных минусовых температур для этого города мы можем взять в документе СНИП № 2101.99.
Для Вологды она составляет:
Из данной таблицы мы определяем значение M – для этого нам нужно суммировать показатели месяцев, обладающих минусовыми температурами.
- M = 11,6 + 10,7 + 5,4 + 2,9 + 7,9 = 38,5.
Теперь нам нужно извлечь квадратный корень из получившейся величины:
Что позволяет выполнить расчеты согласно основной формуле, учитывая коэффициент типа грунта, на котором будут выполняться строительные работы. Для примера используем коэффициент суглинистой почвы, он равен 0,23.
В результате мы получаем расчетную величину промерзания суглинистой почвы в Вологде равную 143 сантиметрам. Аналогичным образом расчеты выполняются для любых видов почв в других городах России.
Как определить реальную глубина промерзания грунта
Внимание! Фактические и нормативные показатели ГПГ всегда будут отличаться между собой из-за ряда сопутствующих факторов, таких как толщина снега и льда, которыми укрыт грунт.
Рис. 1.4: Нормативная глубина промерзания грунта в РФ (данные на 2006 год)
Для определения реальной глубины промерзания используется специальный прибор – мерзлотомер. Данное устройство представляет собою обсадную трубку, внутри которой размещен наполненный водой шланг с внутренними ограничителями передвижения льда. На шланг нанесена сантиметровая разметка.
Мерзлотомер погружается в грунт на глубину, равную фактической величине ГПГ (все измерения проводятся в холодное время года).
Вода в трубке мерзлотомера превращается в лед на участке, где с прибором контактирует промерзшая почва.
Рис. 1.5: Фактическая глубина промерзания почвы в РФ
Спустя 10-12 часов после погружения устройства в почву шланг с водой изымается из обсадной трубки и по замершему участку воды определяется реальная глубина промерзания почвы.
Наши услуги
Услуги компании “Богатырь” это забивка свай и лидерное бурение. Мы имеем собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.
Расчет глубины промерзания грунта по СНиП
Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она рассчитывается очень просто – h=√М*k. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе, умноженный на коэффициент, равный:
для суглинков и глин – 0,23;для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;для песков гравелистых, крупных и средней крупности –0,30;для крупнообломочных грунтов – 0,34.
Пример расчета глубины промерзания
Согласно таблицы 5.1 СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012) для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:
Январь -11,6; Февраль -10,7 Март -5,4 Апрель 2,4 Май 10,0 Июнь 15,0 Июль 17,2 Август 15,3 Сентябрь 9,4 Октябрь 3,2 Ноябрь -2,9 Декабрь -7,9
Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5. Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20.
Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин) и в итоге имеем1,43.
h=√38,5 * 0,23 => h=1.43
То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра. Соответственно, например для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м.
Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.
Пример расчета г.Санкт-Петербург
Январь -7 ,8 ; Февраль- 7 ,8 ; Март — 3 ,9 ; ноябрь — 0 ,3 ; декабрь — 5 ,0
h = √24,8*0,23= 4,98*0,23=1,14 м; для супесей и суглинков
h = 4,98*0,28 ≈ 1,4 м ; для супесей и мелких песков
h = 4,98*0,3 ≈ 1,5 м для крупных и средних песков.
В жилом отапливаемом здании глубина промерзания грунта (hж) будет меньше, с учетом поправочного коэффициента. (hж=h*k)
Глубина промерзания грунта в Московской области
Мерзлотомер (Данилина) для определения глубины промерзания грунта согласно ГОСТ 24847-81Расчетная глубина промерзания грунта в Московской области принята условно 1400 мм. При этом нужно учитывать, что эта цифра соответствует следующим крайне жестким условиям: высокий уровень грунтовых вод, сильные морозы, полное отсутствие снега. Как показывает практика, реальная глубина промерзания значительно меньше нормативной, и обычно не превышает одного метра.
Еще следует учитывать, что зимой, при условии постоянного проживания, земля под домом прогревается, и расчетную глубину промерзания почвы можно уменьшить на 15-20 процентов.
Промерзание грунта можно уменьшить: для этого грунт вокруг дома утепляют, делая теплоизолирующую отмостку.
Лента хорошего утеплителя шириной 1,5-2 метра, уложенная вокруг дома, способна обеспечить минимальную глубину промерзания грунта, окружающего фундамент дома.
Глубина промерзания грунта зависит, во-первых, от типа грунта: глинистые грунты промерзают чуть меньше песчаных, потому что обладают большей пористостью. Во-вторых, глубина промерзания зависит от климатических условий, а именно, от среднегодовой температуры: чем она ниже, тем больше нормативная глубина промерзания.
| В таблице Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике. Подробнее см. СНиП 2.02.01-83 |
Примеры влияния морозного пучения на строения (трещины)
У нас можно заказать фундамент с договором и гарантией.
Звоните: 8-(495)-928-74-74 или пишите
См. также:
Что такое глубина промерзания грунта
Строительство начинается с фундамента, его структура зависит от важнейшего параметра – глубины промерзания грунта – наибольшего показателя, при котором почва замерзает до 0 градусов при самых низких температурах без учета снежного покрова. Увеличение объема воды деформирует грунт.
Особенности процесса
Прежде чем начинать строительство дома, нужно выяснить, что такое глубина промерзания грунта. Если фундамент недостаточно заглублен, фасад здания может покрываться направленными трещинами. Чтобы при переходе грунтовых вод в состояние льда этого избежать, закладку нужно производить ниже отметок промерзания. Вид почвы влияет на выбор типа фундамента.
Одной из причин промерзания может быть высокая влажность.
Переходя в состояние льда, вода увеличивается в объеме до 10%. В результате этого зимой грунт выталкивает фундамент из себя. Весной происходит обратное, из-за таяния снега он затягивается в почву. Эти процессы повторяются каждый год и неравномерно. При этом фундамент деформируется или окончательно превращается в руины.
На глубину промерзания и на правильность закладки фундамента влияют:
- тип грунта;
- уровень грунтовых вод;
- климатические условия.
Перед планированием строительства, прежде всего, изучается структура и типология почвы. Прочная, незначительно сжимаемая почва будет оптимальным вариантом. На определенной глубине вода в ней не замерзнет и не поддастся расширению, поэтому фундамент ляжет прочно и не будет деформироваться.
Расчетная и нормативная глубина
Существует понятие глубины сезонного промерзания грунта. Его показатели отличаются между собой в разных районах. Например, глубина промерзания грунта в Московской области не одинакова с показателями в более северных или южных регионах. Среднюю величину вывели на протяжении длительных наблюдений.
Показатель определяла нормативная глубина промерзания грунта – техническая документация, регламентирующая архитектурно-строительное проектирование. Нормативной считается глубина, указанная в документах. Сначала применялся СНиП 2.01.01-82 (“Строительная климатология и геофизика”). Сейчас используется современный СНиП 2.02.01-83* («Основания зданий и сооружений»). К этим документам прилагается карта глубин, которой удобно пользоваться. Особого внимания к себе требуют глинистые почвы – они чаще подвергаются негативному влиянию перепадов температур.
Еще одним примером может служить отапливаемое здание. При этом реальный показатель может отклоняться от нормативного до 30%. Глубина промерзания грунта для фундамента определяется по формуле: Нp = Нн * k, где:
- Нн – нормативный показатель согласно карте глубин промерзания грунтов;
- K – коэффициент, формирующийся от режима эксплуатационных мероприятий и расположения фундамента k = 0,5:1,2.
Глубина промерзания грунта для водопровода также определяется нормативными документами. Согласно существующим нормам трубы необходимо закладывать примерно на 1,6 м.
Влияние типа почвы
Важное значение играет тип грунта. Скальный является самым прочным, не подверженным размыванию и промерзанию. Фундамент можно закладывать практически на поверхности. На хрящевых почвах закладку следует производить на глубину 0,5 метров. Песчаные хорошо пропускают воду, теряют прочность и проседают. Фундамент закладывается на глубину до 0,7 метров. На торфяной почве не стоит возводить, так как из-за различных органических примесей формируется неравномерная нагрузка.
Как уменьшить показатель промерзания грунта?
Устройство фундамента предусматривает защиту основания. Все необходимые меры нужно предпринять до наступления первых холодов и после дождей. Предохранению грунта от промерзания помогут следующие меры:
- рыхление;
- теплоизоляция с использованием определенных материалов;
- химическая обработка почвы.
Вспахивание делает верхний слой рыхлым, благодаря чему образуются воздушные пустоты, что значительно отдаляет промерзание.
Хорошо предохраняет грунт от промерзания обработка химическими реагентами. Такой способ применим для небольших котлованов с песчаной и глинистой почвой. Растительность ликвидируется, и наносится необходимое количество веществ: хлористого кальция и хлористого натрия. Это увеличивает продолжительность строительного периода до 15 суток.
Утепление с использованием теплоизоляторов ¬– основной метод уменьшения глубины промерзания сезонного и другого типа грунта. При этом сопротивление теплового потока ощутимо повышается, и холод с поверхности не замораживает слои под теплоизоляционным материалом.
Выбор утеплителя зависит от воспринимаемой им нагрузки.
Глубина промерзания грунта в различных регионах
Глубина промерзания грунта является одной из основных характеристик, учитываемых при выборе конструктива фундамента строящегося дома. Но к сожалению среди частных застройщиков не редко случаются ошибки при попытках учесть значение этой характеристики. А именно: например, человек услышал, что ленточный фундамент нужно делать не выше глубины промерзания для его климатической зоны. Он заходит в интернет, вводит в поисковик фразу «какая глубина промерзания, к примеру, в Московской области» находит какую-то цифру (около 1,3-1,4 метра) и начинает копать траншею на эту глубину. При этом он не догадывается, что найденное им значение — это нормативная глубина промерзания.
Но ведь при определении геометрических характеристик фундамента нужно учитывать не нормативное значение, а расчётное, которое определяется с учётом различных коэффициентов, характеризующих такие параметры, как конструкция цокольного перекрытия в доме и средняя температура в помещении в холодное время года. Ведь сам по себе отапливаемый дом прогревает грунт вокруг себя, и промерзание по его периметру порой значительно меньше нормативной величины. И это можно будет увидеть ниже.
Чтобы узнать нормативные и расчётные значения глубины промерзания грунта в различных условиях, выберите ниже Ваши страну, регион и город и нажмите на кнопку «Определить глубину промерзания». Результаты будут представлены в виде двух таблиц. Если интересующего Вас населенного пункта в списке нет, выбирайте ближайший и желательно находящийся севернее от Вас.
Выберите странуРоссияАзербайджанАрменияБелоруссияГрузияКазахстанКыргызстанМолдоваТаджикистанУзбекистанУкраина
Выберите регион
Выберите город
Таблица 1 заполняется на основании формулы из СП 22.
13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):
dfn = d0∗√Mt ,
где dfn — нормативная глубина промерзания,м;
d0 — величина, учитывающая тип грунта и равная для глин и суглинков — 0,23 м; для супесей и мелких и пылеватых песков — 0,28 м; для песков средней крупности, крупных и гравелистых — 0,30 м; для крупнообломочных грунтов — 0,34 м;
Mt — безразмерный коэффициент, который определяется по СП 131.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99*) как сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в конкретном регионе.
Примечание: СНиП допускает использование данной формулы при глубинах промерзания до 2,5 метров. При большем промерзании, а также в высокогорных районах с резкими перепадами рельефа и нестабильными климатическими условиями значение dfn должно уточняться специальным теплотехническим расчётом. В рамках данного калькулятора мы на нём не останавливаемся.
Таблица 2 расчётных глубин промерзания (df) заполняется на основании формулы из того же СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):
df = kh∗dfn ,
где kh — коэффициент, который учитывает тепловой режим в помещении в холодное время года. Значения его для отапливаемых помещений показаны в следующей табличке:
Для неотапливаемых помещений коэффициент kh = 1,1
Если калькулятор оказался для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо!!!
| | Навигация по справочнику TehTab. ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Климат. Климатические данные. Природные данные. / / Нормативные глубины промерзания. Таблица – глубина промерзания.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected] | Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Глубина промерзания грунтов в см. по всей России. )
Амур
Амур
м.Программа для трубки Frost
Программа для трубки FrostПротокол Frost Tube
PDF версия
Назначение
Для контроля сроков и глубина промерзания почвы на участке Frost Tube или на специально отведенном участке исследования GLOBE.
Обзор
Студенты построят Трубка Frost Tube вставляется в отверстие в ненарушенной и неуплотненной почве.В холодные месяцы студенты измеряют глубину, на которой вода в мороз Трубка замерзла, что означает, что окружающая почва также замерзла.
Результаты студентов
Студенты смогут,
- Наблюдать когда вода в Frost Tube замерзает
- Собрать и проанализировать данные, связанные с промерзанием почвы, чтобы понять, как почва температура и влажность совпадают с сезонными изменениями в разные Биомы .
- Исследовать отношения между воздухом, почвой и вечной мерзлотой
- Общайтесь результаты проекта с другими школами GLOBE
- Сотрудничать с другими школами GLOBE (в вашей стране или других странах)
- Поделиться наблюдения путем отправки данных в архив GLOBE
- сравнить сроки и глубина промерзания почв в разных регионах вокруг Мир
- Прогнозировать сроки и глубина замерзания на предстоящие сезоны (дополнительно)
Научные концепции
Науки о Земле и космосе
- Некоторые
в регионах мира есть циклы замораживания / оттаивания, и они происходят сезонно. В других регионах таких циклов нет, так как почва никогда не замерзает и не замерзает.
тает.
- Вода проникает в почву и промерзает на определенной глубине в сезон циклы.
- В зависимости от географического положения исследуемой почвы, немного воды в почве никогда не может таять или замерзать.
- Вода циркулирует в почве, изменяя свойства как почвы, так и вода.
- г. высота снега и / или органический материал (мох, опавшие листья и т. д.) могут повлиять на насколько глубоко промерзает почва.
В других регионах таких циклов нет, так как почва никогда не замерзает и не замерзает.
тает.Науки о жизни
Температура почвы будет влияют на тип жизни, растущий в ней и в ней, и на то, как она растет. (Организмы функции относятся к их среде.)
Тип растительности, произрастающей на почва может влиять на глубину промерзания и оттаивания почвы, а также на скорость, с которой он замерзает и тает.(Организмы изменяют среду, в которой они живут.)
Возможности научного расследования
Используйте соответствующие инструменты и методы, включая математику, для сбора, анализа и интерпретации данных.
- Разработать описания и предсказания с использованием доказательств.
- Распознать и проанализируйте альтернативные объяснения.
- Общайтесь процедуры и пояснения.
Время
Конструкция Frost Tube: 12 часов
Подбор площадки, настройка и установка Frost Tube: 1-2 часа
Посещений на сайт и с сайта: 10 минут (5 минут до места и 5 минут до возвращения)
Время считывать измерения: 5 минут
Уровень
Все
Частота
Глубина мерзлого грунта составляет
измеряется в одно и то же время дня (желательно в течение часа после солнечного полудня) один раз
неделю, начинающуюся при приближении температуры воздуха к нулю (0С).
Материалы и инструменты
Мороз Полевое руководство по определению площадки для труб
Мороз Лист определения места для труб
Мороз Полевая направляющая трубки при температуре воздуха выше -20 ° C
Мороз Руководство по эксплуатации трубки при температуре воздуха ниже -20 ° C
Мороз Технические данные трубок
GPS Руководство по протоколу (при использовании нового сайта)
GPS Лист данных протокола (при использовании нового сайта)
GPS приемник (при использовании нового сайта)
Шнек для почвы (требуется один раз для монтаж)
Мороз трубка (см. Конструкция прибора и Установка для получения инструкций о том, как построить и установить Frost Tube)
Подготовка
Выберите сайт для установка морозильной трубки.В идеале сайт должен быть относительно ненарушенная и неуплотненная почва среди естественной растительности и в пределах 30 метров от ваш сайт изучения атмосферы, если он у вас есть. Свяжитесь с соответствующими органами. для безопасности при копке почвы на выбранном участке.
Получите показания GPS Сайт для изучения протокола Frost Tube.
Предварительные требования
GLOBE Протокол GPS
Рекомендовано
GLOBE Протокол температуры почвы
GLOBE Протокол определения характеристик почвы
GLOBE Атмосферный протокол (температура воздуха и почвы; осадки)
Введение
Почему учеба заморожена Земля?
Температура почвы
это важный показатель для понимания, поскольку он влияет на
микроклимат, рост растений, сроки распускания почек или опадания листьев, скорость
разложения органических материалов и других химических, физических и
биологические процессы, происходящие в почве.
В общем, узор
температура почвы в течение года, как правило, не меняется (например,
средняя летняя температура почвы, средняя зимняя температура почвы и среднегодовая
температура почвы остается относительно постоянной из года в год). Однако если
изменение средней летней, зимней или годовой температуры почвы происходит от одного года
к следующему, это могло быть связано с некоторыми существенными изменениями в окружающем
окружающей среде, например, повышение температуры воздуха из-за глобального потепления или некоторых
тип нарушения, например, вырубка леса, удаление изолирующего грунта
поверхность или урбанизация.(см. протокол температуры почвы GLOBE для получения дополнительной информации
информация о температуре почвы). Контроль сроков и глубины заделки почвы
замораживание и оттаивание помогает ученым понять, как температура
почва меняется с течением времени, поэтому они могут определить влияние климата изменение типа утепление или другое
нарушения экосистемы.
В средних широтах и
на средних высотах на Земле части почвы у поверхности промерзают в
зима.В северных и южных широтах и на большой высоте некоторые почвы
слои / земляные материалы, температура которых не ниже 0 C в течение как минимум двух последовательных
годы известны как вечная мерзлота (http://www.uspermafrost.org/glossary.php). В
Протокол пробирки для замораживания почвы позволяет студентам и ученым GLOBE увидеть, какая часть
почвы промерзает и когда промерзание начинается и заканчивается в разных частях
мир. Если после каких-либо нарушений или из-за изменения климата почва
температура в течение года может быть теплее, глубина промерзания почвы может
уменьшатся, и время заморозки может увеличиться.Другие части
окружающая среда также будет затронута. В холодном климате большое количество органических
материя (мертвые растения и животные) присутствуют в почве и заперты в ней.
вечная мерзлота. По мере таяния вечной мерзлоты органическое вещество начинает разлагаться.
и выделяются парниковые газы, такие как углекислый газ и метан. An
увеличение количества парниковых газов в атмосфере приводит к повышению температуры воздуха,
что приводит к еще более высокой температуре почвы, большему таянию вечной мерзлоты и
выделение еще большего количества парниковых газов по мере разложения большего количества органических материалов.Этот цикл положительной обратной связи продолжает усугублять глобальное потепление, как только он начинается.
Поверхностные слои почвы становятся тоньше и теряют изоляционные свойства.
способность, и деревья, которые росли над слоями мерзлого грунта с высоким льдом
контент опрокидывается и похож на пьяный лес. Типы растительности
будут затронуты меняющиеся гидрологические режимы.
Что такое вечная мерзлота?
Вечная мерзлота – это слой почвы или камня на некоторой глубине под поверхностью, в которой температура постоянно находился ниже 0C в течение как минимум двух лет или более; он существует там, где летнее отопление не достигает основания слоя промерзшей наземный (Национальный центр данных по снегу и льду http: // nsidc.org / cgi-bin / words / word.pl? вечная мерзлота ). В районах, где температура воздуха поднимается выше нуля в течение нескольких месяцев год, поверхность земли может временно оттаивать перед повторным промерзанием после приход более прохладной погоды. Слой почвы над вечной мерзлотой, сезонно замерзает и оттаивает называется активным слой . Мощность вечной мерзлоты и активного слоя зависит от местного климата. условий, растительного покрова и свойств почвы, а также от жары в Земля.
Как воздух
температура прохладная (например, осень переходит в зиму) слой замерзания в
почва должна увеличиться, но другие переменные, такие как высота снежного покрова и толщина
вегетативный слой будет влиять на то, насколько и как быстро произойдет замерзание. Если
слой снега и / или растительности очень толстый, он изолирует почву и
предотвратить его замерзание до поздней зимы.
Когда идет сильный снегопад
в начале года, и оно сохраняется, это замедлит промерзание грунта.Максимум
замерзание в ненарушенной почве обычно происходит в конце зимы или ранней весной, когда
температура воздуха начинает нагреваться. Таким же образом глубина оттаивания
в районах вечной мерзлоты обычно наиболее глубокие в конце лета или даже после
первые заморозки ранней осенью.
Рисунок 1. Распространение вечной мерзлоты на севере Полушарие
Браун, Дж., Феррианс, О.Дж., Хегинботтом, Дж. А. и Мельников, E.S. (1997). Международная ассоциация вечной мерзлоты. Состояние вечной мерзлоты и грунтового льда, масштаб 1: 10 000 000. НАС. Геологическая служба
Зоны вечной мерзлоты занимают до 24% открытой площади. земельный участок Северного полушария. Вечная мерзлота также распространена на огромных территориях. континентальные шельфы Арктический океан . Эта подводная вечная мерзлота сформировалась во время последнего ледникового периода, когда мировое море уровни были более чем на 100 м ниже, чем в настоящее время, и полки были обнажены. к очень суровым климатическим условиям.Подводная мерзлота на многих локации. Вечная мерзлота различной температуры и непрерывности существует также в горные районы, из-за холодного климата на больших высотах. (Вечная мерзлота протяженность в Северном полушарии, июнь 2007 г. в Картах ЮНЕП / ГРИД-Арендал и графическая библиотека ..)
Большая картина
температура почвы напрямую связана с температурой атмосферы
потому что почва является изолятором для тепла, протекающего между твердой землей и
Атмосфера.Например, в солнечный день почва будет поглощать энергию солнца.
и его температура повысится. Ночью почва будет отдавать тепло растениям.
воздух, имеющий прямое и наблюдаемое влияние на температуру воздуха. Количество тепла
которые будут поглощены или выброшены почвой из атмосферы и в атмосферу, в зависимости от
по ряду факторов, включая топографию, растительный покров, органическое вещество
состав, текстура почвы, насыпная плотность почвы и влажность почвы.
Северная сторона
склон будет холоднее и с большей вероятностью промерзнет, чем склон, обращенный на юг.
северные широты.Тип деревьев или другой растительности, произрастающей на почве.
определяет, сколько тепла и света достигают почвы под растительным покровом. А
более открытый навес пропускает больше тепла и света, чем закрытый навес.
Слой мха или органическое вещество в почве действует как изолятор, который
замедляет передачу тепла к и от
минеральные части почвы. Влажные почвы нагреваются медленнее, чем сухие, потому что
вода в поровых пространствах между частицами почвы поглощает больше тепла, чем воздух.Чем плотнее почва, тем больше тепла проходит через нее, чтобы песчаная почва
или грунт с высокой насыпной плотностью будет проводить тепло быстрее, чем глинистая или суглинистая почва с хорошей структурой и низким
объемная плотность.
Как поверхность почвы подвергается воздействию таких возмущений, как изменения гидрологии, строительство дорог, урбанизация, рубка деревьев или добыча торфа, изоляционные свойства поверхности почвы удаляются, и больше тепла и света перемещается в почва, повышая ее температуру и вызывая таяние мерзлых слоев.Как тепло оставляет поверхность почвы, вода и минералы в почве замерзают сверху вниз. Однако, как воздух температура нагревается и лед в верхних горизонтах почвы тает, талая вода проходит через почву и снова замерзает, когда достигает слоя вечной мерзлоты, поэтому что почва начинает промерзать снизу вверх.
Один из признаков наличия вечной мерзлоты – наличие узорчатых земля.К ним относятся объекты в форме многоугольника на ландшафте и большие особенности, называемые пинго, которые образуются, когда почва замерзает и оттаивает Многие сезоны у Пинго есть ледяное ядро, которое выталкивается грунтовыми водами.
| ||
Рисунок 2. | ||
Узорчатая земля (http://www.uspermafrost.org/glossary.php)
Что такое трубка Frost?
инструмент, используемый для измерения глубины и сроков промерзания грунта, называется Frost Tube.Этот инструмент легко изготавливается и устанавливается в безопасном месте. почва рядом с вашей школой. Трубка Frost Tube состоит из прозрачного куска толщиной 6-8 мм. пластиковая трубка (внутренняя трубка), размеченная с шагом 5 см, содержащая окрашенную воду, которая находится внутри 10 мм (внешний диаметр) радиационной тепловой трубки (средней трубки), запаянной на дно. Он помещается внутрь трубы из ХПВХ диаметром 12 мм (внешняя труба), открытой с обеих сторон. заканчивается
Рисунок 3.Компоненты морозной трубки
Рис. 4. Другой вид морозильной трубки, показывающий внутренняя, средняя и внешняя трубы.
Учитель Служба поддержки
Глубина Замерзание почвы связано с продолжительностью холода над землей. Именно поэтому измерение глубины промерзания указывает на тип климата, в котором они учатся.Мониторинг глубины промерзания почвы помогает ученым и инженеры понимают, как температура почвы меняется с течением времени, поэтому что они могут определить влияние изменения климата.
Когда наступает зима, земля промерзает, и мерзлая почва становится гуще, как зима прогрессирует .. Насколько толстым станет?
глубина промерзания грунта зависит от множества различных параметров, таких как промерзание градусо-дни, влажность почвы, насыпная плотность, частицы зерна и т. д.Это может можно упростить следующей формулой:
D = aF
D = глубина промерзания
a = постоянная
F = √t (квадратный корень из t) = градусные дни замерзания
F – количество дней с градусом замерзания
у поверхности земли.
Градус замерзания дней (fdd) составляет мера того, как
было холодно и как долго было холодно; совокупный fdd обычно
рассчитывается как сумма среднесуточных градусов ниже нуля за указанное время
период (10 дней, месяц, сезон и т. д.). (национальный
Центр данных по снегу и льду http://nsidc.org/cgi-bin/words/word.pl?freezing%20degree-days
)
a – постоянная теплового свойства. почвы, влажности почвы и характеристик морозного пучения.Мороз пучение характеризуется крупностью частиц грунта. a варьируется от 1 до 5 и обычно составляет около 2,7, но это сильно зависит от местоположения. Например, насыщенный песчаный материала около 3. Сухой илистый материал около 2.3. Органический материал будет вероятно будет около 2.
Использование глубину промерзания почвы и градус промерзания дней можем вычислить a .Зная a и климатических условиях (# градус замерзания дней, F ) можно рассчитать глубину замораживание, D . Зная глубину промерзания и a , мы можем рассчитать степень промерзания. дней. Таким образом, ученые смогут лучше понять, каким может быть климат. изменение путем сбора дополнительных данных о глубине промерзания почвы.
Рисунок 5.Прогрессирование замерзания
Кто может использовать протокол Frost Tube?
Первый, задайте следующие вопросы:
- До температура воздуха в какое-то время года опускается до нуля?
- Делает промерзание почвы в течение части года?
- Is есть ли в вашем районе вечная мерзлота под почвой?
Если
вы ответите утвердительно на любой из этих вопросов, тогда этот протокол стоит
расследование для вашего класса.
Этот протокол – первый шаг к тому, чтобы помочь студентам
исследовать отношения между воздухом, почвой, снегом
и вечная мерзлота (где она возникает).
Выбор площадки
В идеале, Место исследования Frost Tube должно быть относительно ненарушенным и неуплотненным. почва в районе естественной растительности. Поскольку результаты этого протокола могут в сочетании с данными о температуре и осадках из GLOBE Atmosphere Исследование, попробуйте выбрать место рядом с местом исследования атмосферы, если вы Имеется.Также было бы лучше найти трубку Frost Tube в пределах 5 минут ходьбы. из вашей школы, поэтому к нему относительно легко добраться в холодную погоду.
Потому что много почв в северных широт сформировались из материнского ледникового материала, почвы в этом регион может содержать много крупных камней, в которых может быть затруднительно копать. Если возможно, найдите область с минимумом камней или вам может потребоваться больше прочное оборудование для вставки морозильной трубки. Обратитесь в соответствующие органы, чтобы получить разрешение на копание в вашем предлагаемое место и разместить его в безопасном месте вдали от заглубленных кабелей или труб. Имейте в виду, что близлежащие здания, дороги и даже озера или реки могут влиять на температуры почвы и влияют на собираемые вами данные, поэтому тщательно задокументируйте это информация о сайте Frost Tube Лист определений . Если вы живете в районе вечной мерзлоты, проверяйте прозрачную трубу в конце лета, чтобы измерить расстояние от поверхности почвы до границы между водой и льдом внизу трубки.Введите эти данные в раздел «Комментарии / метаданные» лист данных Frost Tube .
Процедура измерения
Это очень желательно, чтобы эти наблюдения проводились как минимум двумя людьми за посещение.
студентов
измерит глубину промерзания по мере остывания грунта.
Глубина промерзания = расстояние в морозильной трубе (внутренней трубе) от поверхности почвы до граница между слоем льда и незамерзшей водой. Это представляет собой глубину промерзание между поверхностью почвы и подстилающей незамерзшей почвой.
Управление студентами
Это очень важно, чтобы кто-нибудь посещал сайт Frost Tube каждую неделю, чтобы принять измерения при понижении температуры воздуха ниже нуля.Студентам необходимо быстро и эффективно собирать измерения, чтобы уменьшить влияние температура окружающего воздуха на Frost Tube. Когда студенты закончат делать по своим наблюдениям они должны заменить верхнюю крышку, чтобы сохранить снег, воду и холод воздух из сборки.
Часто задаваемые вопросы
1. Где самая глубокая граница между льдом и водой в районах, не подверженных вечной мерзлоте?
Глубина где заканчивается цветная вода и начинается чистая вода, используется в качестве вспомогательного средства для чтения граница ледяной воды; однако иногда, когда вода во внутренней трубке замерзает и оттаивает, цвет или краситель выталкиваются из замороженной части и даже когда он тает и снова замерзает, цвет не возвращается.Так согните трубку для обнаружения или определения местонахождения льда.
Протокол Frost Tube в данных
Достоверны ли данные?
фронт замерзания (граница раздела льда и воды) обычно движется очень медленно
от поверхности почвы вниз (менее 1 см в сутки).Однако если ниже нуля
сохраняется температура воздуха и отсутствует снежный покров, приповерхностная глубина почвы
может произойти быстрое промерзание верхних 5-10 см почвы в начале зимы
в зависимости от влажности почвы и температуры окружающего воздуха. Это обычно
происходит в регионах, лежащих в основе вечной мерзлоты, таких как Внутренняя Аляска.
В любом случае замерзание обычно происходит на увеличивающейся глубине в большинстве случаев.
Аляска, но не юго-восток или район пролива Принца Уильяма.
Что ищут ученые? данные?
Мороз трубка (глубина) может многое сказать.Максимальная глубина замерзания будет одной из важные измерения для этого. Замерзание грунта в основном зависит от воздуха температура, высота снежного покрова и свойства почвы. Суровые зимние условия в одном может привести к более глубокому промерзанию почвы, чем более теплые зимние условия в другая область. Задержку замерзания грунта можно зафиксировать с помощью данных трубопровода замерзания. Задержка замерзания грунта напрямую влияет на деградацию вечной мерзлоты в северные широты.
Также снег толщина является важным фактором промерзания грунта из-за снега изоляционное качество.Различная глубина промерзания может привести к появлению участков с одинаковая температура воздуха, но с разной высотой снега
Эти различия в глубине промерзания грунта можно смоделировать или смоделировать, если почва условия или характеристики (обозначены как в приведенном уравнении ранее в разделе «Поддержка учителей»). Градусные дни замерзания (накопленные среднесуточные температуры поверхности земли ниже 0 ˚C) увеличивается до конца зимы.Влияние высоты снежного покрова и температуры воздуха градусо-дни (fdd) и глубина промерзания грунта. Однако остается одно и тоже. Следовательно, мы можем предсказать глубину замерзания (D) с помощью fdd. Глубина земли или промерзание почвы (D в уравнении) может быть оценено на основе одного года заморозки трубы данные.
Оценка глубина промерзания почвы: Расчет градусо-дней промерзания (FDD):
максимальная глубина промерзания зависит от температуры воздуха зимой, толщины снега,
влажность почвы, физические свойства почвы, такие как размер зерна, поровое пространство,
минеральный состав и др.
Градус-дни замерзания (fdd) на поверхности земли являются
общепринятая мера оценки глубины промерзания, используемая учеными. Для этого метода
вам потребуются среднесуточные данные о температуре поверхности земли для вашей школы.
с 1 сентября (если вы живете в северном полушарии) или первого апреля (если
вы живете в южном полушарии) до даты включительно
температуры выше нуля (0 o C).
Кому рассчитать градусо-дни:
1.Сначала для каждого дня рассчитайте среднесуточную температуру грунта (Tavg).
2. Начиная с 1 сентября или 1 апреля, проверьте, не меньше ли Tavg 0˚ C. Если это так, запишите эту температуру. Если Tavg больше 0 ° C, игнорировать Это. Перейти на следующий день. Опять же, проверьте, меньше ли (Tavg) 0˚ C. Если это так, добавьте его к температуре, которую вы записали впервые. Если нет, снова игнорируй это. Повторяйте этот процесс для каждого последующего дня вплоть до дня запрета. замораживание (e.грамм. до поздней весны). Сумма среднесуточных отрицательных температура – это градус замерзания в днях (единица fdd – C дней). Но удалите отрицательный знак (-) из суммы среднесуточных отрицательных температуры. Морозные градусные дни не включать знак минус (-) перед числом. Запишите значения в таблицу на вашем Work. Покрывать.
Пример техпаспорта
Tavg | FDD Днем | FDD | мороз глубина | Tavg | FDD Днем | FDD | мороз глубина | |
Гомер | Гомер | Гомер | Гомер | Igiugig | Igiugig | Igiugig | Igiugig | |
01. | 2 | 0 | 0 | nd | nd | nd | ||
02.10.08 | 1 | 0 | 0 | 0 | nd | nd | nd | 0 |
03.10.08 | 1 | 0 | 0 | nd | nd | nd | ||
04.10.08 | 0 | 0 | 0 | nd | nd | nd | ||
05. | 0 | 0 | 0 | nd | nd | nd | ||
06.10.08 | 0 | 0 | 0 | nd | nd | nd | ||
07.10.08 | -1 | 1 | 1 | nd | nd | nd | ||
08.10.08 | -1 | 1 | 2 | nd | nd | nd | ||
09. | -1 | 1 | 3 | nd | nd | nd | ||
10.10.08 | -1 | 1 | 4 | nd | nd | nd | ||
11.10.08 | 4 | 0 | 4 | nd | nd | nd | ||
12.10.08 | 2 | 0 | 4 | nd | nd | nd | ||
13. | 0 | 0 | 4 | nd | nd | nd | ||
14.10.08 | 0 | 0 | 4 | nd | nd | nd | ||
15.10.08 | 0 | 0 | 4 | 2 | 0 | 0 | ||
16. | 0 | 0 | 4 | -2 | 2 | 2 | ||
17.10.08 | 1 | 0 | 4 | -4 | 4 | 6 | ||
18.10.08 | 1 | 0 | 4 | 2 | 0 | 6 | ||
19. | 0 | 0 | 4 | -2 | 2 | 8 | ||
20.10.08 | 0 | 0 | 5 | -4 | 4 | 12 | ||
21.10.08 | -1 | 1 | 5 | -2 | 2 | 14 | ||
22.10.08 | -1 | 1 | 6 | -6 | 6 | 20 | ||
23.10.08 | -1 | 1 | 8 | -6 | 6 | 26 | ||
24.10.08 | -3 | 3 | 11 | -6 | 6 | 33 | ||
25.10.08 | -4 | 4 | 15 | 0 | 0 | 33 | ||
26.10.08 | -2 | 2 | 17 | -4 | 4 | 37 | ||
27.10.08 | 4 | 21 | -9 | 9 | 46 | |||
28.10.08 | -6 | 6 | 28 | -13 | -9 | 9 | 55 | |
29.10.08 | -6 | 6 | 34 | 0 | 0 | 55 | ||
30.10.08 | -5 | 5 | 39 | 2 | 0 | 55 | ||
31.10.08 | -2 | 2 | 41 | -4 | 4 | 59 | ||
01.11.08 | -5 | 5 | 45 | -3 | 3 | 62 | ||
02.11.08 | -6 | 6 | 52 | -5 | 5 | 67 | ||
03.11.08 | -7 | 7 | 59 | -10 | 10 | 78 | ||
04.11.08 | -7 | 7 | 66 | -10 | 10 | 88 | -27 | |
05.11.08 | -5 | 5 | 70 | -32 | -7 | 7 | 95 | |
06.11.08 | -3 | 3 | 74 | -4 | 4 | 99 | ||
07.11.08 | -3 | 3 | 77 | -7 | 7 | 106 | ||
08.11.08 | -5 | 5 | 82 | -2 | 2 | 108 | ||
09.11.08 | -5 | 5 | 87 | -37 | 2 | 0 | 108 | |
10.11.08 | -1 | 1 | 88 | 1 | 0 | 108 | ||
11.11.08 | 0 | 0 | 88 | -2 | 2 | 110 | -37 | |
12.11.08 | -1 | 1 | 89 | -3 | 3 | 113 | ||
13.11.08 | -3 | 3 | 91 | -5 | 5 | 118 | ||
14.11.08 | -4 | 4 | 96 | -4 | 4 | 122 | ||
15.11.08 | -4 | 4 | 100 | -2 | 2 | 123 | ||
16.11.08 | -5 | 5 | 104 | -3 | 3 | 127 | ||
17.11.08 | -2 | 2 | 106 | -7 | 7 | 134 | ||
18.11.08 | -5 | 5 | 111 | -11 | 11 | 145 | -36 | |
19.11.08 | -7 | 7 | 118 | -12 | 12 | 157 | ||
20.11.08 | -7 | 7 | 126 | -15 | 15 | 172 | ||
21.11.08 | -5 | 5 | 131 | -18 | 18 | 190 | ||
22.11.08 | -7 | 7 | 138 | -14 | 14 | 204 | ||
23.11.08 | -8 | 8 | 146 | -10 | 10 | 214 | ||
24.11.08 | -4 | 4 | 149 | 1 | 0 | 214 | ||
25.11.08 | -1 | 1 | 151 | -11 | 11 | 225 | ||
26.11.08 | -3 | 3 | 154 | -14 | 14 | 239 | ||
27.11.08 | -4 | 4 | 158 | -12 | 12 | 251 | ||
28.11.08 | -2 | 2 | 160 | -6 | 6 | 257 | ||
29.11.08 | -1 | 1 | 161 | -40 | -10 | 10 | 267 | |
30.11.08 | -1 | 1 | 162 | -21 | 21 | 288 | ||
01.12.08 | -3 | 3 | 164 | -13 | 13 | 301 | ||
02.12.08 | -3 | 3 | 167 | -3 | 3 | 304 | ||
03.12.08 | -2 | 2 | 169 | 1 | 0 | 304 | ||
04.12.08 | -1 | 1 | 170 | 2 | 0 | 304 | ||
05.12.08 | 0 | 0 | 171 | 2 | 0 | 304 | ||
06.12.08 | 0 | 0 | 171 | 1 | 0 | 304 | ||
07.12.08 | 0 | 0 | 171 | -1 | 1 | 305 | ||
08.12.08 | 0 | 0 | 171 | 0 | 0 | 305 |
10.08
10.08
10.08
10.08
10.08Таблица данных Excel с температурой поверхности и градусами замерзания в днях с 01.10.2008 по 01.05.2009 предоставляется отдельным документом.
Для расчета замораживания дней получения степени студенты сначала сдавали экзамены данные о температуре, чтобы увидеть, были ли даты с отсутствующими данными во время период замерзания. Они нашли только один 27 октября 2008 года у Гомера. Для этого отсутствовала температура на тот день, они смотрели на среднюю температуру для день, предшествующий 26 октября, а следующий день – 28 октября. оценили среднюю температуру 27 октября, они выполнили линейный интерполяция, которая часто используется учеными для оценки значения отсутствующих данных.На приведенном ниже графике показаны средние значения температуры для 26 октября (-2 C) и 28 октября (-6 C). Они нарисовали линию, соединяющую этих двух баллов, а затем оценили среднюю температуру 27 октября как -4 ° C. они подсчитали градусные дни у Гомера.
Рис. 6. Оценка недостающих данных для температуры поверхности на 27 октября 2008 г., у Гомера.
Далее они рассчитали замораживание дипломные дни для Igiugig.Они подсчитали градусо-дней для 411 FDD в Гомере. и 1212 FDD в Igiugig. Данные показывают, что участок с большим количеством морозных дней, имел более глубокое промерзание грунта, Глубина 155 см на Игиугиге; а сайт с меньшим количеством морозных дней, Гомер, имел мелкое промерзание грунта глубиной 37 см. Также количество морозных дней и глубина промерзания указывают на более толстый (более) снег накопленные после ноября у Гомера, что предотвратило дальнейшее промерзание грунта, следовательно, температура грунта оставалась около 0C. до конца зимы.
Рисунок 7. Морозные дни и глубины мороза по Гомеру и Игуигиг , Аляска
Вопросы для дальнейшего Расследование
Как будет глубина промерзания отличается в разных регионах земного шара?
Что приведет к изменению сроков и глубины промерзания почв с одного года на Другой?
Каким образом влияет ли глубина промерзания на фенологию растительности в том или ином регионе?
Есть там любая связь между замерзанием земли и пресноводным льдом сезонность?
Что другие части экосистемы зависят от времени и глубины залегания почвы замораживание?
Список литературы
Браун, Дж., Феррианцы, О.Дж., Хегинботтом, Дж. и Мельников Е. (1997). Международная вечная мерзлота Ассоциация Циркум-Арктическая карта условий вечной мерзлоты и грунтовых льдов, масштаб 1: 10 000 000. НАС. Геологическая служба
Вечная мерзлота протяженность в Северном полушарии. (Июнь 2007 г.). В Картах ЮНЕП / ГРИД-Арендал и графическая библиотека . Получено в 05:55, 26 мая 2010 г., с веб-сайта http://maps.grida.no/go/graphic/permafrost-extent-in-the-nhibited-hemisphere.
Глубина промерзания
% PDF-1.7 % 1 0 obj > / Metadata 2 0 R / Outlines 6 0 R / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 7 0 R / Type / Catalog / Viewer Настройки >>> эндобдж 5 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [11 0 R] >> эндобдж 2 0 obj > поток application / pdf
Суровость зимы и глубина мороза в условиях потепления
Эти карты показывают величину и географическое распределение изменений значений индекса замерзания воздуха за 1981–2010 годы по сравнению с 1951–1980 годами для холодных сезонов с двухлетним (вверху) и 100-летним (внизу) периодами повторяемости.
Во многих районах страны правильное проектирование и строительство здания зависит от точных ожиданий того, насколько глубоко земля промерзнет зимой. Глубина промерзания почвы также имеет важное значение для гидрологии, сельского хозяйства и даже захоронений. Поскольку глубина промерзания определяется как интенсивностью, так и продолжительностью морозной погоды, наблюдаемое в последние несколько десятилетий потепление, вероятно, изменяет характер промерзания почвы.
В новой статье в журнале Journal of Applied Meteorology and Climatology , озаглавленной «Расчет и оценка индекса замерзания воздуха для периода климатических норм 1981–2010 годов в прилегающих к территории Соединенных Штатах Америки», наши ученые работали со своими коллегами из Кооперативного института. для Climate and Satellites – Северная Каролина, чтобы представить новую версию индекса замерзания воздуха NOAA (AFI), который можно использовать для оценки максимальной глубины промерзания почвы.Они также обнаружили значительное сокращение AFI за 1981–2010 годы по сравнению с 1951–1980 годами, что согласуется с тенденциями изменения климата, наблюдавшимися за этот период.
Оценить глубину промерзания почвы сложно, потому что прямые измерения глубины промерзания широко не доступны, а те, которые доступны, датируются не очень давно. Но поскольку глубина промерзания тесно связана с температурой воздуха, индекс, который измеряет, насколько часто и насколько температура воздуха остается ниже нуля в течение зимы, может служить полезным косвенным измерением глубины промерзания.
AFI, представленный в документе, основан на «градусах замерзания в днях» (FDD) – количестве градусов, на которое средняя температура в данный день выше точки замерзания (положительные значения FDD) или ниже точки замерзания (отрицательные значения FDD). Например, если средняя температура в месте составляет 42 ° F (10 ° F выше точки замерзания), значение FDD для этого дня равно 10. Для среднесуточного значения, которое достигает только 20 ° F, значение равно –12 FDD.
AFI для данного года рассчитывается как текущая сумма FDD за этот год, начиная с 1 августа и заканчивая 31 июля следующего года – период, сосредоточенный вокруг одного холодного сезона.Для большинства регионов страны AFI неуклонно увеличивается в течение первых нескольких месяцев этого периода, поскольку среднесуточные значения температуры имеют тенденцию быть выше нуля, а соответствующие положительные значения FDD увеличивают значение текущей суммы AFI.
С наступлением холодного сезона дни ниже нуля создают отрицательные значения FDD, которые снижают значение текущей суммы AFI. Затем AFI снова начинает увеличиваться, когда возвращается теплая погода, и значения FDD снова становятся положительными.
Разрыв между пиком AFI в начале холодного сезона и самым низким значением AFI, наблюдаемым в конце холодного сезона, позволяет измерить интенсивность этого холодного сезона – чем больше разрыв, тем сильнее замерзание для этого. зима.В теплых районах страны, где средние температуры почти всегда выше нуля, AFI будет очень низким или нулевым. В более холодных районах страны длительная суровая зима приводит к значению AFI в 1000 и более.
Сравнивая средние показатели за 1981–2010 годы и 1951–1980 годы, ученые обнаружили, что AFI значительно снизился для большей части страны. Изучая зимы с «двухлетним возвращением», то есть зимы с суровостью, обычно наблюдаемой каждые два года, AFI снизился более чем на 10% для более чем 80% станций, в то время как только 2% станций показали увеличение на 10%. или больше.Для более редких, более суровых зим со 100-летним периодом повторяемости 59% станций показали снижение AFI на 10% или более, а 21% станций показали увеличение на 10% или более.
Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓- Образование
- Исследовать
- Инновации
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
- Подробнее ↓
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
Измерение глубины промерзания почв в лесных экосистемах с помощью георадара
U.S. Forest Service
Забота о земле и обслуживание людей
Министерство сельского хозяйства США
Измерение глубины промерзания почвы в лесных экосистемах с помощью георадара
Автор (ы): Джон Р. Бутнор ; Джон Л. Кэмпбелл ; Джеймс Б. Шенли; Стэнли Зарнох
Дата: 2014
Источник: Сельскохозяйственная и лесная метеорология 192-193: 121-131
Серия публикаций: Научный журнал (JRNL)
Станция: Южная исследовательская станция
PDF: Скачать Публикация (1.3 MB)
Описание Глубина промерзания почвы в лесных экосистемах может быть различной и в значительной степени зависит от температуры воздуха в начале зимы, а также от количества и времени выпадения снега. Тщательной оценке экологических реакций на сезонно мерзлые почвы препятствует наша неспособность адекватно охарактеризовать частоту, глубину, продолжительность и интенсивность заморозков почвы. Мы оценили использование георадара для неразрушающего определения наледи почв в полевых условиях в трех лесных экосистемах.Глубину промерзания почвы периодически контролировали с помощью антенны 900 МГц в Южном Берлингтоне, штат Вермонт (SB), Уотерсайд Слиперс-Ривер, Северный Данвилл, Вермонт (SR) и в экспериментальном лесу Хаббард-Брук, Нью-Гэмпшир (HBEF) зимой 2011–2012 гг. На участках с снег и очищенный от снега. Оценки на основе георадара сравнивались с данными термисторов и морозильных трубок, которые оценивают глубину промерзания почвы с помощью раствора, обозначающего цвет. В отсутствие снега изморозь первоначально обнаруживалась на глубине 8–10 см. Сухой снег глубиной до 35 см, улучшенное обнаружение приповерхностного наледи, увеличивая минимальную глубину обнаружения наледи до 4–5 см.Наиболее благоприятными условиями на поверхности для георадиолокационного обнаружения были голая почва или неглубокий сухой снег, где иней проник на минимальную обнаруживаемую глубину. К неблагоприятным условиям относились: стоячая вода на мерзлой почве, мокрый снег, талые почвы и глубокий снежный покров. И SB, и SR подходили для обнаружения заморозков большую часть зимы, в то время как HBEF – нет. Корни деревьев определялись как точечные отражения и легко отличались от непрерывных отражений от мороза. Смещение измерений глубины промерзания с помощью георадара относительно термисторов зависело от места и составляло 0.1 см на SB и 1,1 см на SR, и существенно не отличался от нуля. При разделении обработкой снега на СР на очищенных от снега участках произошло завышение глубины промерзания почвы (5,5 см) и занижение (1,5 см) на участках со снегом. Несмотря на некоторые ограничения, связанные с пригодностью площадки и поверхности, георадар может быть полезен для добавления пространственного компонента к предварительно установленным сетям мониторинга заморозков почвы. Примечания к публикации- Вы можете отправить электронное письмо по адресу pubrequest @ fs.fed.us, чтобы запросить бумажную копию этой публикации.
- (Пожалуйста, укажите точно, , какую публикацию вы запрашиваете, и свой почтовый адрес.)
- Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
- Эта статья была написана и подготовлена служащими правительства США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.
XML: Просмотр XML
Показать больше
Показать меньше
https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/45710
Имитация промерзания почвы: Исходная модель
Имитация промерзания грунта: Оригинальная модель Модель промерзания почвы, описанная здесь больше не реализуется в этом первоначальном виде.Он был модифицирован для замораживания и оттаивания с помощью линз для замораживания.Первоначальная модель промерзания почвы была модифицированной версией разработанной модели. Джумакиса (van Rooij, 1987) был включен в CropSyst. Суточный кумулятивный индекс замораживания (CFI) для дня d (C-дней) рассчитывается как:
| CFI d = D · CFI d-1 – T средн · e (-0,4 · S · D sd ) |
- D (0.-1) – коэффициент уменьшения снегопада.
0,8 if T avg < 0 (периоды замораживания) 0,5 если T ср. > 0 (периоды оттаивания) - Dsd (см) – высота снежного покрова на земле в день d.
CFI – это мера доступной «способности к замораживанию климата». CFI_d – это инициализируется определенным отрицательным значением в начале зимы, чтобы представляют собой отставание между климатическими условиями замерзания и началом фактическое промерзание почвы.Поскольку преобладает температура замерзания, CFI_d становится меньше сначала отрицательный, а положительный, что указывает на возможность промерзания почвы.
Чтобы рассчитать глубину промерзания, индекс промерзания, необходимый для замораживания каждого слоев почвы (RFIl) необходимо рассчитать и сравнить с CFI_d. Так как наличие снежного покрова на почве снижает скорость проникновения мороз, необходимо определить теплопроводность снега. Это делается в соответствии со следующим уравнением:
| k sn = (22.7 · r sn – 0,46) · 10 5 |
- k_sn (кал / (см. С. C)) – теплопроводность снега.
- rho_sn (0,1 г / см3) – плотность снега или одна десятая плотности снега. вода.
Термическое сопротивление снега определяется по формуле:
. где- r_sn ((см. С. C) / кал) – термическое сопротивление снега.
- Ds (см) – высота снежного покрова на земле.
- SEDF – это уменьшение эффекта снега с коэффициентом глубины, который рассчитывается ежедневно и умножается на термическое сопротивление снега и значение добавляется к общему сопротивлению всех слоев вместе. Этот коэффициент уменьшения определяется как: где
- Ds (см) – высота снежного покрова на земле.
- SIF (1 / см) – входной параметр коэффициента изоляции снега (раздел
7.6.1).
- F_d см – глубина промерзания.
Тепловое сопротивление каждого слоя почвы составляет выдает:
r л = D Z л / K л где- r_l ((см. С. C) / кал) – термическое сопротивление слоя почвы.
- Zl (см) – толщина слоя почвы.
- Кл (кал / (см. С. С)) – коэффициент теплопроводности почвенного слоя.
- Zl (см) – толщина слоя почвы.
Чтобы заморозить l-й слой, тепловое сопротивление всех предыдущих слоев должен быть превышен, прежде чем фронт заморозки сможет достичь это, где снег рассматривается как слой с собственным снежным термическим сопротивление.Тогда требуемый индекс замораживания определяется по формуле:
.| RFI l = | [L l + | c · CFI 2 · fd | ] |
- RFIl (C-days) – индекс замерзания, необходимый для замораживания слоя l.
- Ll (кал / см3) – скрытая теплота, выделяемая при замерзании слоя l рассчитывается из объемного содержания воды в слое (WCl) и скрытого теплота плавления (80 кал / см3) как: L л = 80 · туалет л
- C (кал / (см3.C)) – теплоемкость.
- CFI (C-days) – совокупный индекс замораживания.
- fd (days) – количество морозных дней.
- Zl (м) – толщина l-го слоя почвы.
- Rtot ((см. С. C) / кал) – полное термическое сопротивление, определяемое по формуле: R tot = r sn + r 1 + r 2 · · · [r nl /2]
- r_sn – термическое сопротивление снежного покрова.
- р_1, р_2… r_nl – сопротивления каждого слоя почвы.
- Ll (кал / см3) – скрытая теплота, выделяемая при замерзании слоя l рассчитывается из объемного содержания воды в слое (WCl) и скрытого теплота плавления (80 кал / см3) как: L л = 80 · туалет л
Особый случай необходимого индекса промерзания для промерзания первого слоя почвы. рассчитывается по следующей формуле:
RFI 1 =| L 1 · D Z 1 | 84 400 · | [ | р 1 | 2 + r n | ] | |
- RFI1 (C-days) – индекс замерзания, необходимый для замораживания слоя 1.
- L1 (кал / см3) – скрытая теплота, выделяемая при замерзании слоя 1 (см. уравнение 14.4.1).
- WC1 – объемная влажность первого слоя почвы.
- r_1 ((см. С. C) / кал) – термическое сопротивление первого грунта. слой.
- L1 (кал / см3) – скрытая теплота, выделяемая при замерзании слоя 1 (см. уравнение 14.4.1).
Определяется необходимый индекс промерзания для всего профиля почвы (RFIt). как сумма необходимого индекса промерзания для каждого слоя почвы:
Значение CFI_d для текущего дня сравнивается с RFI. накапливается слой за слоем.Глубина наледи определяется слоем, где совокупный RFI становится больше CFI. Точка фронта промерзания в этот слой определяется линейной интерполяцией.14.4.2 Теплоемкость почвы
Теплоемкость в уравнении 14.4.1 должна учитывать индивидуальную компоненты в почве и, таким образом, могут быть рассчитаны путем добавления взвешенного тепла способность каждого из различных компонентов почвы к общему количеству тепла вместимость:
C = X s · C s + X w · C w + X a · C a где- C (кал / (см3.C)) – объемная теплоемкость.
- Xi (-) – объемная доля компонента i.
- Ки (кал / (см3. C)) – объемная теплоемкость компонента i.
- с – твердый компонент.
- а – воздушная составляющая.
- w – водная составляющая.
- Xi (-) – объемная доля компонента i.
Значения объемной удельной теплоемкости 0,46, 0,45, 0,0003, 1.0 для твердых минеральных материалов, льда, воздуха и воды соответственно.Воздух составляющая не учитывалась в расчетах из-за ее малого вклада к общей теплоемкости.
Теплопроводность почвы
Коэффициент теплопроводности в уравнении 14.4.1 рассчитывается по формуле:| К = | S
M i · X i · K i S M i · X i |
- К (кал / (см.с. C)) – коэффициент теплопроводности.
- i – компонент почвы.
- Xi – объемная доля компонента i.
- Ki (кал / (см · с. С)) – удельная теплопроводность компонент i.
- M_i – отношение среднего градиента температуры каждого второстепенного компонент и соответствующее количество в среде, через которое больше всего тепла переносится.
- i – компонент почвы.
Значение M_i может быть вычислено в зависимости от формы и размера частицы и их взаимное расположение.В условиях, когда гранулы имеют эллипсоидальную форму и расположены так далеко друг от друга, что не влияют друг на друга, следующее выражение можно использовать для расчета этот параметр:
M i = M i a + M i b + M i c где- Ga – коэффициент деполяризации эллипсоида в направлении
ось а.
- Ko (кал / (см · с. С)) – удельная теплопроводность сплошная среда в почве (чаще всего вода или лед).
- Mia – вклад в множитель M_i направления
а .
- Ko (кал / (см · с. С)) – удельная теплопроводность сплошная среда в почве (чаще всего вода или лед).
Когда содержание воздуха в почве составляет от 0,0 до 0,337, тогда значение для Ga может быть рассчитано от:
G a = 0,333 – X a / 0,427 · (0,333 – 0,35) где- Ха – объемное содержание воздуха в почве.
Были взяты следующие значения удельной теплопроводности: 20,4, 7,0, 5,2, 1,3. (мккал / (см. с. С)) для кварца, минералов, льда и воды. Значение для Фактор Ga также действителен для Gb. Значение Gc рассчитывается по формуле:
. G a + G b + G c = 1 Использование этих уравнений объясняется следующим образом: когда почва состоит только из одного компонента, например кварца, теплопроводность будет только кварц; если вода также присутствует, значение теплового проводимость будет между кварцем и водой.Когда проводимость одного вещество намного меньше другого, почти все тепло будет переносится веществом с более высокой проводимостью.Холодные, неопровержимые факты о спуске под землю
С наступлением весны многие из нас приступают к проектам, требующим закладывания бетонных оснований в землю. Независимо от того, строите ли вы пристройку к своему дому, добавляя крыльцо, крыльцо или террасу, вам нужно будет знать об их правильном дизайне и размещении.
Опоры, по сути, представляют собой большие блоки из залитого на месте бетона, установленные под землей, которые соединяют конструкцию здания с землей внизу.Перед тем, как что-либо залить, необходимо учитывать линию промерзания. Определенная местными строительными нормами, это глубина ниже поверхности земли, на которую исторически не проникает иней.
Линия замерзания отличается от статистики по средней глубине проникновения мороза Департамента торговли США тем, что это не средний, а консервативный предел того, где возможно проникновение мороза.
Если средняя глубина промерзания для нашего региона составляет от 15 до 20 дюймов, то установленная линия глубины промерзания колеблется от 36 до 48 дюймов.Таким образом, линия промерзания – это «безопасное» расстояние под поверхностью земли, где почва и все, что на ней лежит, не будут подвергаться воздействию отрицательных температур.
РАЗЛИЧНАЯ ГЛУБИНА
Глубина линии замерзания варьируется от региона к региону и теоретически может меняться со временем из-за климатических региональных сдвигов средней температуры. Промерзание на всей территории наших южных штатов незначительно, иногда достигая глубины в один дюйм, в то время как в Мэне и по всей Канаде средние промерзания достигают значительно ниже шести футов.В полярных регионах Канады и Аляски существует состояние, известное как «вечная мерзлота», когда иней простирается примерно на 2000 футов ниже поверхности.
Почему важно строить с учетом последствий мороза в качестве нашего ориентира? Лед – одна из самых мощных сил во Вселенной. Как известно большинству школьников, изучающих науку о Земле, лед действительно сдвинулся и создал горы. Фактически, лед под фундаментом здания может легко сдвинуть его, вызывая состояние, которое мы называем в строительстве тепловым пучением – движение конструкции из-за замерзания.
ОПЫТ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
Постоянное ежегодное движение такой конструкции, как фундамент, является нежелательным по многим причинам. Со временем пучение от мороза и последующее его оттепель могут привести к появлению трещин и неравномерной осадке конструкции. Поскольку мы, как правило, не проектируем дома, небольшие здания и сооружения с допусками на такое чрезмерное движение, компоненты здания – например, бетон, дерево, штукатурка и гипс – подвергаются этим нагрузкам, в конечном итоге, трескаются и / или выходят из строя.
Специалисты часто спорят, что лучше всего разместить под линией промерзания целиком или только его основанием. Хотя окончательный судья того, где его следует разместить, – это ваши муниципальные строительные нормы и правила, в частности, ваш строительный инспектор, я всегда находил аргумент в пользу размещения всего фундамента ниже линии замерзания, поскольку мы можем разумно предположить вся каркасная конструкция не подвержена воздействию мороза.