附》录D 土的季【节融化与冻结深度】
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D.0》.1 土》的季节融化深度
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【 像地《基土:的冻结深度一样地】基土的融化》深,度也需规《定一个统一的标准条!件即在衔接的多年冻!土地:基中土质为非融沉】性(冻胀性)—的,黏,性土地?表平坦裸露的空旷场!地实测多《年(>10》。年)融化深度的【平均值?为融深的标准值【。
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: 在没有实测资!料时按?计算:该公式适《用于高海拔的青藏】高原地区该》公式:适用于高纬度—的东北地《。区由于高海》拔多年冻土地区【(青藏?。高原)与高》纬度多年冻土地区(!东北地区)的气候特!点不同例如两个【地,。区,的年平均《气温相同《则高纬度《地区的融化深度与融!化指数的关系就有显!著的区别所以提【出两个公式》分别计算高原和东】北地区
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《 融化—深度与冻结》深度都属于热—的传导问题因此【凡是:影响冻结深》。度的因素同样也【影响着融化》。深度除了气温的【影,响之外尚有土质【类,别,(岩性)《不同的影《响土中含水程度【的影响?以及坡度的影响等如!前所述当其他条件】相同时粗颗》粒,砂土的融《化深度比黏性土的大!因粗颗粒土的导热】系数比细《颗粒土的大土的含水!率越大消耗于相【变的热量就越多【虽然导热系数随含】水率的增加而增大但!比相变耗热的增大缓!慢,。得多因此含水越【多的土?层融化深度相对越】小
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? 坡向和坡—度对土层《的季节融《。化深度的影响也【是很大?的在其他条件—相同的情况下地【表接受的日照辐射】总量:。。也,不,同所以向阳》坡,坡度越大《融化:的深度越深(见表】10)
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表10 !坡向对融深的影【响系:数ψmto
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? , 根据中铁西—北,。科学:研究院、《。。铁道第一勘测设【计院、中国科—学,院寒区旱区环境【与,工程研究所》等单位编制的青【藏高原多年冻土地】区铁路勘测设计【细则和铁道第三勘】测设计院编》制的东北多年冻土地!区铁:路,。勘测:设计细?则对土质《类别与融深》的影响系数经整【理分析本规范提出】了关于该系数的推】荐,值土的类别对融深的!影响系数见表—11
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?表11 土的类】。别(岩性)对融深】的,影,响系数ψ《ms
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D.0《。.2 ?。 土:的,季节冻结深度影响冻!深的因素很多—最主要的是气温除】此之外尚有季节【冻结层附近的地质】(岩性)条件、水分!状况以?及地:貌特征等在上述诸】因素中除《山区:外,只有气温属地—理性指?标其他?一些因素在平面分布!上都是彼此独立【的带有随机性各自的!变化无规《律和系统有些地方】的变化还是相当【大它们属局部—性指标局部性指标】用小比例尺的全国分!布图来表示是不合适!的
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—标准冻?深的定义为地下水】位与冻结锋面之【间的距离大于2m】的非冻?胀黏:性,土在地表平坦、【。裸露和?。城,市之外的空旷场【地中:多年实测(不—少于10年)最【。大冻:深的平?均值标准冻深一般不!用于设计中冻深【的影响系数》有土质?系数、?温度系数、环—境系数和《地形系?数等
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】 土质对冻深的影响!是众所周知的因【岩性不同《其热物理参数也【不同粗颗粒土的【导热系数比细颗粒】土的大因此当其他条!件一致时粗颗粒【土比细?颗粒土的冻深大【砂类土的《冻深:比黏性土的》大我国对这方面问题!的实测?数据不多不系统苏联!19:。74版和1》983版房屋及建筑!物,地基设计规范中有明!确规定本规范采【。纳,了他们的数据
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】土的含水率》和地下水《位对:冻深也有明显的影响!我国东北地区做了】不少工作这里将土】中水分与地下水位】。都用土的冻胀—性表示(见》本规范表《。3.2?.1)汇总黑—。龙江省寒地建—筑科学研究》院(原名低温建筑研!究所)等单位的【研,究资料有关水—。分(湿?度)对?冻深的?影响系数(见表1】2)因?土中水在相变时【要放出大量的潜热所!。以含水?率越多地下》水位越高(冻结时】。向上迁移《)参:与,相变的水量就越【多放出的潜热—也就越?多由于冻胀土—冻结的过程也是放】热的过程放热—在某种?程度上减缓了冻深】的发展速度因此冻深!相对:变浅
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表1《2 水分对—冻,深的影响系》。数(含水率、地下水!位)ψmw》。
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】 ,注表:12:中土壤的含水率【与地下水位》深度都含在土的【冻胀性?表中参?见本规范表》3.2.1
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? 坡向对冻深!也有一定《的影响因《坡向不同接》。收日照的时间—有长有短得到的【辐射热有多有少向】阳坡的?。冻,深最浅背阴坡的冻】深最大坡度的大小】也有:很大:关系:同是向阳坡》坡度大者阳光光线】的入射角相》对较小单位面—。积,上的光照强度变大接!受的辐射热量就【多但是有关这方面的!。定量实?测资料很少现仅【参照苏联《普遍冻土学中坡【向,对,融化深?度的:。影响系数《
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《 城市的气》温高于?郊外这种现象在【气象学中称谓城市】的“热岛效应”【。城市里的《辐射受?热状况改《变了(?深色的沥青》屋顶及路面吸收【大量阳光《)高耸的建筑物吸收!更,多的:阳光各种建筑材【料的容量《和传热量大于—松土据计算城—市接受的太阳辐射量!比郊:外高出10%~30!%城市建《筑物和路面》传送热量的速度比郊!。外湿润的《砂质土壤快3—倍工:业设施排烟、放【。气,、机动车《。辆排放?尾气、?人为活?动,等都放出很多热【量加之建筑》群集中风小对—流差等使周围气温升!高
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目】。前无论国际还—是,国内:对城市气候的研究越!来越:重视该项研究已列为!国家基金课》题对北京、上海、】沈阳等十个》城市:进行了?重点:研究已?取得一批阶段成果】根据国家气象局气象!科学研究院气候研究!所和中国科学院【、国:家计委北京》地理研究《所气候室的》。专家提供的数据经过!整理列于表13中】“热岛效应”是一个!比较复杂《的问题?和城市人口数量、】人,口密度?、年平?均气温、风》速、阴雨天》气等诸多因》素有:关根据观测资料与】专家:意见作如下规定【20万~50万人口!的城市(市区)只】考虑市区0》.90?的影响系数;50】万~100万人【口的市区可考虑5k!。m~10km范围内!的近郊?区0.95;大于】100万人》口的市区可扩大考虑!10km~20【km范围内的近郊】区此处所《说的城市《(市区)是指—市民:居住集中《。的市区不包括郊【区和市属县、—镇
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表13 “【热岛:效应”对冻深的影响!
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【 关于冻深的取【值尽量应用》当,地的实测资料要【。注意:个别年份挖探—一个、两个数据不能!算实:测,数,据多年实测资料(】不少于10年)的】平均值才《为实测数据(个体不!。能代表均值》)
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