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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

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

 

 

 

 

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 ] , 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

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