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、