Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания
Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта dth,n, м, определяется по данным натурных наблюдений по формуле
,
– где d'th -наибольшая глубина сезонного оттаивания грунта в годовом периоде, м, устанавливаемая по данным натурных наблюдений в соответствии с ГОСТ 26262;
– Tbf -температура начала замерзания грунта, °С,
– Tth,m и tth,m - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °C, и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СП 131.13330, причем для климатических подрайонов IБ и IГ значения Tth,m и tth,m следует принимать с коэффициентом 0,9;
– Tth и tth -соответственно средняя температура воздуха, °C, за период положительных температур и продолжительность этого периода, ч, в год проведения наблюдений, принимаемые по метеоданным.
При отсутствии данных натурных наблюдений нормативную глубину сезонного оттаивания грунта dth,n, м, допускается определять по формуле [8]:
, (4.4)
где Q – параметр, определяющий отток тепла в мерзлый грунт, Вт∙ч/м2, ккал/м2, Дж/м2, рассчитывается по формуле [8]:
; (4.5)
q1 – удельная теплота таяния многолетнемерзлого грунта, Вт∙ч/м3, ккал/м3, Дж/м3, рассчитывается по формуле [8]:
; (4.6)
Tbf – температура начала замерзания грунта, ° С, (3.13);
Tth,c – расчетная температура поверхности грунта в летний период, ° С, определяемая по формуле Tth,c = 1,4Tth,m + 2,4 °C; здесь Tth,m – средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °C, и tth,m – продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СП 131.13330;
tth,c – расчетная продолжительность летнего периода, ч, определяемая по формуле tth,c = 1,15tth,m + 0,1t1;
t1 – время, принимаемое равным 1,3×107 с (3600 ч). Если в расчетах размерность коэффициентов lth и lf берем в ккал/(м×ч∙° С) или в Вт (м∙·º С) то время в часах;
t2 – время, принимаемое равным 2,7×107 с (7500 ч);
lth и lf – теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, Дж/(м3×°С) (Вт /(м∙·ºС), ккал/(м×ч° С);
Cth и Cf – объемная теплоемкость, соответственно талого и мерзлого грунта, Вт×ч /(м3·ºС), Дж/(м3×° С), ккал/(м3×° С);
km – коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов равным 1,0, а для пылевато-глинистых – по табл. 4.4 в зависимости от значения теплоемкости Cf и средней температуры грунта 
, ° С, определяемой по формуле [8]:
; (4.7)
Таблица 4.4
Значения коэффициента km [8]
| Температура °С
| Значения коэффициента km при объемной теплоемкости Cf, Дж/(м3×°С) [ккал/(м3×°С)] | |||
| 1,3×106 (300) | 1,7×106 (400) | 2,1×106 (500) | 2,5×106 (600) | |
| –1 –2 –4 –6 –8 –10 | 6,8 5,2 3,7 3,0 2,5 1,8 | 5,9 4,5 3,2 2,6 2,2 1,6 | 5,3 4,0 2,8 2,3 1,9 1,4 | 5,0 3,7 2,5 2,1 1,6 1,2 |
Ln – удельная теплота таяния (замерзания) грунта, Вт×ч /м3, Дж/м3, ккал/м3, определяемая по формуле 3.26 при температуре грунта – 0,5 ,° С.
T0 – расчетная среднегодовая температура многолетнемерзлого грунта, ° С; которая, устанавливается на основании прогнозных расчетов изменения температурного режима грунтов на застраиваемой территории. Допускается определять значение To, ° С, по формуле [8]:
, (4.8)
где ty – продолжительность года, принимаемая равной 3,15×107 с (8760 ч);
Tf,m и tf,m – средняя по многолетним данным температура воздуха в период отрицательных температур, ° С, и продолжительность этого периода, с (ч), принимаемые по СП 131.13330;
Rs – термическое сопротивление снегового покрова, м2×° С/Вт (м2×ч×° С/ккал), определяемое по формуле [8]:
,
здесь mL = 1,0 т×° С/(м2×Вт) [1,16 т×ч×° С/(м2×ккал)] – коэффициент учета размерностей;
ds – средняя высота снегового покрова, м, принимаемая по метеоданным;
rs – средняя плотность снегового покрова, т/м3, принимаемая по метеоданным.
Если при расчете по формуле 4.8 получается To > Tbf, то следует принимать То = Тbf.
Нормативное значение среднегодовой температуры многолетнемерзлого грунта T0,n определяется по данным полевых измерений температуры грунтов в соответствии с ГОСТ 25358 на опытных площадках с естественными условиями. Допускается значение T0,n принимать равным температуре грунта на глубине 10 м от поверхности.