附录D,土的季节融化与冻结深度D 0.1 土的季节融化深度 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、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 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,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 表10、坡向对融深的影响系数ψmto 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、表11,土的类别,岩性。对融深的影响系数ψmsD。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.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 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1974版和1983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。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12.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、表12、水分对冻深的影响系数.含水率.地下水位、ψmw,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。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、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 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5km.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、20km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。表13、热岛效应.对冻深的影响、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,