Файл: 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
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 47
Скачиваний: 0
|
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 |
|
|
(И |
||||
|
|
|
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 [Ъ] , 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 |
7а |
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 |
• |