Приложение 8 Рекомендуемое
Расчет глубины оттаивания грунтов под сооружениями
1. Расчет глубины оттаивания грунтов в основании сооружения (п. 4.25) Н, м (считая от поверхности грунта под сооружением), за время его эксплуатации t, с (ч), производится по формулам:
под серединой сооружения
Нс = kn(??c - kc)В; (1)
под краем сооружения
Не = kn(??e - ke - 0,1??)В, (2)
где kn - коэффициент, определяемый по табл. 1 в зависимости от отношения L/B (соответственно длина и ширина сооружения, м) и значений параметров ?? и ;
??с и kc - коэффициенты, определяемые по графикам черт. 1 в зависимости от значений параметров R, ?? и ;
??e и kc - коэффициенты, определяемые по графикам черт. 2 в зависимости от значений параметров R, ?? и ;
??R = thR0/B; (3)
; (4)
?? = thTint/LB2, (5)
здесь ??th и f - соответственно теплопроводность талого и мерзлого грунта, Вт/(м??С) [ккал/(м×ч????С)], принимаемые по табл. 3 обязательного приложения 1;
Ro - сопротивление теплопередаче пола первого этажа или подвала сооружения, м2??С/Вт (м2????С×ч/ккал) определяемое в соответствии со СНиП II-3-79*;
То - расчетная среднегодовая температура вечномерзлого грунта, ??С, определяемая в соответствии с п. 8 обязательного приложения 3;
Tbf - температура начала замерзания грунта, °С, определяемая по п. 5 обязательного приложения 1;
Tin - расчетная температура воздуха внутри сооружения, ??С;
L - теплота таяния мерзлого грунта, Дж/м3 (ккал/м3), определяемая по формуле (3) обязательного приложения 1.
Примечания: 1. При ??R значения Не следует определять по формуле Не = kn??eB.
2. Если вычисленные по формуле (2) значения Не получаются меньше нормативной глубины сезонного оттаивания грунта dth,n, то следует принимать Не = 1,5dth,n.
Черт. 1. Графики для определения коэффициентов ??с и kc
Черт. 2. Графики для определения коэффициентов ??е и kе
Таблица 1
Коэффициент kn
|
Параметр, |
Значение коэффициента kn |
||||||||||||||
|
|
для круглых в плане сооружений при ??, равном |
для прямоугольных в плане сооружений при |
|||||||||||||
|
|
|
L/B = 1 и , равном |
L/B = 2 и , равном |
||||||||||||
|
|
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
2,0 |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
2,0 |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
2,0 |
|
0,10 |
0,97 |
0,87 |
0,82 |
0,76 |
0,71 |
1,00 |
0,93 |
0,87 |
0,83 |
0,80 |
1,00 |
1,00 |
0,99 |
0,97 |
0,96 |
|
0,25 |
0,93 |
0,79 |
0,71 |
0,64 |
0,61 |
0,95 |
0,85 |
0,78 |
0,74 |
0,68 |
1,00 |
0,97 |
0,92 |
0,89 |
0,96 |
|
0,50 |
0,91 |
0,71 |
0,62 |
0,61 |
0,61 |
0,94 |
0,78 |
0,68 |
0,66 |
0,68 |
0,99 |
0,95 |
0,88 |
0,85 |
0,87 |
|
1,00 |
0,90 |
0,64 |
0,57 |
0,59 |
0,61 |
0,92 |
0,70 |
0,63 |
0,66 |
0,68 |
0,97 |
0,90 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
|
1,50 |
0,89 |
0,59 |
0,56 |
0,59 |
0,61 |
0,90 |
0,64 |
0,63 |
0,66 |
0,68 |
0,96 |
0,87 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
|
2,50 |
0,88 |
0,54 |
0,56 |
0,59 |
0,61 |
0,89 |
0,58 |
0,63 |
0,66 |
0,68 |
0,95 |
0,84 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
|
3,50 |
0,87 |
0,53 |
0,56 |
0,59 |
0,61 |
0,88 |
0,57 |
0,63 |
0,66 |
0,68 |
0,94 |
0,83 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
2. Максимальная глубина оттаивания грунта Hmax, м, (считая от поверхности грунта под сооружением), соответствующая установившемуся предельному положению границы зоны оттаивания, определяется по формулам:
под серединой сооружения
Hc,max = ks??c,maxB; (6)
под краем сооружения
He,max = ks??e,maxB, (7)
где ks - коэффициент, определяемый по табл. 2;
c,max и ??e,max - коэффициенты, определяемые по графикам черт. 3, а и 3, б.
Черт. 3. Графики для определения коэффициентов:
а - c,max; б - e,max; в - d,max
Таблица 2
Коэффициент ks
|
Форма сооружения |
L/B |
Значения коэффициента ks при ??, равном |
|
||||
|
|
|
0,2 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
2,0 |
|
|
Круглая |
- |
0,40 |
0,49 |
0,56 |
0,59 |
0,61 |
|
|
|
1 |
0,45 |
0,55 |
0,63 |
0,66 |
0,68 |
|
|
Прямоугольная |
2 |
0,62 |
0,74 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
|
|
|
3 |
0,72 |
0,83 |
0,90 |
0,92 |
0,94 |
|
|
|
4 |
0,79 |
0,89 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
|
|
|
5 |
0,84 |
0,92 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
|
|
|
??10 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Для заглубленного сооружения глубина оттаивания грунта Н, м (считая от поверхности грунта под заглубленной частью сооружения), за время t, с (ч), определяется по формулам:
под серединой сооружения
Нс = kn(??d - R)B; (8)
под краем сооружения
Не = kdHc, (9)
где kd - коэффициент, определяемый по табл. 3;
??d - коэффициент, определяемый по графикам черт. 4 в зависимости от отношения заглубления сооружения к его ширине H/B, параметра и коэффициента d, определяемого по формуле
, (10)
здесь ??0 - коэффициент, определяемый по графикам черт. 4 в зависимости от параметров Н/В и ?? при d = ??R.
Черт. 4. Графики для определения коэффициента ??d
Таблица 3
Коэффициент kd
|
H/B |
Значения коэффициента kd при ??, равном |
||||
|
|
0 - 0,2 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
2,0 |
|
0 |
0,85 |
0,69 |
0,39 |
0,22 |
0,13 |
|
0,25 |
0,88 |
0,76 |
0,62 |
0,48 |
0,29 |
|
0,50 |
0,90 |
0,82 |
0,69 |
0,57 |
0,38 |
|
0,75 |
0,92 |
0,87 |
0,75 |
0,63 |
0,46 |
|
1,00 |
0,93 |
0,90 |
0,78 |
0,66 |
0,51 |
4. Максимальная глубина оттаивания грунта под заглубленным сооружением Hmax, м, определяется по формулам:
под серединой сооружения
Hc,max = ks(??d,max - R)B; (11)
под краем сооружения
He,max = kdHc,max, (12)
где d,max - коэффициент, определяемый по графикам черт. 3, в.
5. На участках, где слой сезонного промерзания не сливается с верхней поверхностью вечномерзлого грунта, глубина оттаивания грунта под серединой Нс и краем сооружения Не, м (считая от верхней поверхности вечномерзлого грунта) за время t, с (ч), определяется по формулам:
Нс = kncB; (13)
Нe = kn??eB, (14)
где kn - коэффициент, определяемый по п. 1, принимая = 0 и = th;
здесь ; (15)
??c и e - коэффициенты, определяемые соответственно по графикам черт. 5 и 6 в зависимости от значения параметров 0 = hth/B и th;
где hth - глубина залегания верхней поверхности вечномерзлого грунта, м.
Черт. 5. Графики для определения коэффициента ????с
Черт. 5. Графики для определения коэффициента ????е
6. В случаях проведения мероприятий по предварительному оттаиванию или замене грунтов до глубины hb,th (п. 4.35) расчетная глубина оттаивания Н, м, (считая от поверхности грунта под сооружением) за время t, с (ч), определяется по формуле
Н = hb,th + hc,e, (16)
где hc,e - глубина оттаивания грунта под подошвой предварительно оттаянного или замененного слоя грунта, определяемая по формулам (13) или (14), принимая значения ??c и e по графикам черт. 5 и 6 при значении параметра 0 = hb,th/B.
Приложение 9 Справочное
Основные буквенные обозначения величин
Коэффициенты надежности и условий работы
g - по грунту;
n - по назначению сооружения;
k - по виду фундаментов;
c - коэффициент условий работы;
t - температурный коэффициент условий работы;
eq - сейсмический коэффициент условий работы;
af - коэффициент условий смерзания грунтов с фундаментом;
p - коэффициент условий работы оттаивающего грунта.
Физические и теплофизические характеристики грунтов
n - нормативные значения характеристик;
- расчетные значения характеристик;
- средние значения характеристик;
- доверительная вероятность (обеспеченность) расчетных значений характеристик;
wtot - суммарная влажность мерзлого грунта;
wi - влажность мерзлого грунта за счет ледяных включений;
wic - влажность мерзлого грунта за счет порового льда (льда-цемента);
wm - влажность мерзлого грунта, расположенного между льдистыми включениями;
ww - влажность мерзлого грунта за счет не замерзшей воды (содержание не замерзшей воды);
wp - влажность грунта на границе пластичности (раскатывания);
itot - суммарная льдистость мерзлого грунта;
ii - льдистость грунта за счет ледяных включений;
iic - льдистость грунта за счет порового льда;
Sr - степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и не замерзшей водой (степень влажности);
Ip - число пластичности грунта;
Iom - относительное содержание органического вещества;
Dsal - степень засоленности мерзлого грунта;
cp - концентрация порового раствора в засоленном грунте;
- плотность грунта;
t - плотность мерзлого грунта;
??d,f - плотность мерзлого грунта в сухом состоянии (плотность скелета мерзлого грунта);
d,th - плотность талого грунта в сухом состоянии (плотность скелета грунта);
s - плотность частиц грунта;
t - плотность льда;
w - плотность воды;
ef - коэффициент пористости мерзлого грунта;
f - теплопроводность грунта в мерзлом состоянии;
th - теплопроводность грунта в талом состоянии;
Cf - объемная теплоемкость грунта в мерзлом состоянии;
Cth - объемная теплоемкость грунта в талом состоянии.
Деформационно-прочностные характеристики и сопротивления мерзлых грунтов на силовые воздействия
Е - модуль деформации грунта;
ceq - эквивалентное сцепление мерзлого грунта;
f - коэффициент сжимаемости мерзлого грунта;
- коэффициент сжимаемости оттаивающего грунта;
i - относительное сжатие льда;
th - относительная деформация оттаивающего грунта;
- коэффициент вязкости мерзлого грунта;
L - предел текучести мерзлого грунта;
Ath - коэффициент оттаивания мерзлого грунта;
R - расчетное давление на мерзлый грунт (сопротивление мерзлого грунта нормальному давлению);
