При якій температурі замерзає земля!

При якій температурі замерзає земля

Читайте також:

  1. Водні властивості грунту
  2. Можливість осолонцювання ґрунту
  3. Якісний склад солей грунту
  4. Кислотність і лужність грунту
  5. Ідея грунту як безлічі середовищ проживання мікроорганізмів
  6. Лей. Розміри наділів залежали від родючості грунту. територія
  7. Машини для ключовий обробки грунту
  8. Машини та знаряддя для обробки грунту без збереження стерні
  9. Машини та знаряддя для верхньої і невеликої обробки грунту із заощадженням стерні
  10. мікрофлора грунту
  11. Морфологічні ознаки генетичних горизонтів грунту (лабораторне заняття)

Замерзання грунту — широко популярне явище. Замерзання вологи в грунті, в основному, відбувається при температурі нижче 0 ° С, оскільки вона являє собою не чисту воду, а розчин солей різних концентрацій. З цієї причини навіть при низькій температурі не вся волога знаходиться в грунті, замерзає. Прочносвязанная волога і деяка частина рихлосвязанной вологи замерзнути не можуть внаслідок впливу на них сорбційних сил. Інша частина вологи аж до вологи відповідної найбільшою гігроскопічності замерзає в межах до -10 ° С.
Глибина обмерзання грунту залежить від багатьох причин. Найважливіша з них — товщина снігового покриву. Чим вона вища, тим менше глибина обмерзання грунту. Все, що впливає на товщину снігового покриву (потужність покриву з рослинності, мікрорельєф і т. П.), Впливає на глибину обмерзання грунту. Вона підкоряється від наявності торфу і його потужності, від вологи грунту. Чим вище потужність торфу і чим вище вологість грунту, тим менше глибина обмерзання.
Замерзання грунту починається в більшості випадків з приходом стійких негативних температур поки необразуется снігу. Іноді сніговий покрив ставиться до настання температур нижче 0 ° С і грунтову промерзання починається вже під тонким сніговим покривом. В подальшому потужність промерзлого шару потроху збільшується, досягаючи найбільшої величини в останніх числах січня — в лютому.
У лютому або з початку березня, коли сніговий покрив ще залишається досить потужним або навіть збільшується, глибина обмерзання починає зменшуватися внаслідок відтавання грунту знизу. Відтавання грунту під снігом відбувається завдяки тепла, що знаходиться в нижніх горизонтах грунту і переданого внаслідок теплопровідності в верхні її шари. Така передача йде постійно, однак на початку і середині зими вона не може відшкодувати тепловіддачу, випромінюваного з-під тонкого снігового покриву і віддається в сильно охолоджену атмосферу. У лютому, коли температури навколишнього середовища стають вище, а сніговий покрив товщі і, тому, тепловіддача зменшується, тепло, яке йде з нижніх ґрунтових шарів, з надлишком відшкодовуючи втрату його з верхніх шарів, викликає відтавання грунту знизу.
За Н. А. Качинському відтавання може йти 2-ма шляхами.
1. Розморожування, що йде знизу, закінчується до того, як зійде сніг. Мерзла прошарок пропаде біля самої поверхні грунту. Даний випадок має місце при потужному сніговому покриві і неглибокому промерзании грунту.
2. Сніговий покрив сходить до того, як повністю розмерзнеться грунт. Відтавання грунту починається також знизу, а потім йде одночасно знизу і зверху, і мерзла прошарок в кінці пропадає на тій чи іншій глибині.
Для районів, де середньорічна температура грунту близька до 0 ° С і нижче, властивий варіант третій відтавання грунту — тільки зверху, оскільки тут в глибоких шарах грунту відсутній запас тепла, який міг би викликати відтавання грунту знизу.
Особливий вплив на глибину снігу надає ліс. У лісовій глушині сніговий покрив завжди більш потужний, ніж на безлісих просторах. З цієї причини замерзання грунту під лісом або не зустрічається зовсім, або буває коротшим і менш глибоким, причому грунт встигає відтанути ще до початку танення снігу. За рахунок цього, і ще більш повільного танення снігу поглинання грунтом розтанули вод в лісовій глушині йде істотно повніше, ніж поза ним.
Чималий вплив а глибину обмерзання грунту надає лісова підстилка. У дослідах з видаленням лісової підстилки, глибина обмерзання грунту різко зростала. Значно впливає на глибину обмерзання і склад деревостану. У густих ялинових деревостанах, де велика кількість снігу затримується на кронах дерев, внаслідок низької потужності снігового покриву і більшої його щільності глибина обмерзання буває завжди більше.
Грунтову промерзання має великий ряд неприємних наслідків, особливо: зниження водопроникності грунтів, а значить посилення поверхневого стоку, зниження теплообеспеченности, вимерзання рослин, затримка мікробіологічних і хімічних процесів, що йдуть в грунті. У той же час можна підкреслити і позитивні наслідки даного процесу, наприклад, хороший вплив на утворення структури в грунті, міграція грунтових тварин в що знаходяться знизу грунтові шари під впливом замерзання, яка допомагає розпушення грунту і поліпшення її водопроникності.
Дата добавки: 2014-11-16; Переглядів: 11907; Порушення авторських прав? ;
Нам важлива ваша думка! Чи був корисний опублікований матеріал? Так | немає

Дія низької температури на ґрунт і рослини

З приходом стійких негативних температур починається грунтову промерзання. Спочатку замерзає верхній її шар, а потім і знаходяться знизу на 30-150 см. Глибина обмерзання як правило залежить від погодних і ґрунтових умов, і ще й від рельєфу. Глибоке промерзання грунтів в більшості випадків буває в багато снігу й з міцними морозами зиму.
Вода замерзає в грунті при температурі менше нуля градусів. Це обумовлюється вмістом у ній розчинних речовин. Чим більше концентрація розчину, тим менше температура замерзання води.
Наприклад, в піщаних і грунтах суглинистого типу вода замерзає при мінус 4-4,5 °, а в торф’яної, де більше концентрація розчину, виключно при мінус 5 °.
Грунти на піднесених місцях промерзають глибше, ніж в низинах, де більше снігу. Рівнини займають усереднене положення. Чим вище ступінь дисперсності ґрунту і чим сильніше дію поверхневих явищ, тим довше вона не мерзне. Дуже повільно промерзають надлишково зволожені ґрунти внаслідок високої теплоємності води, і ще сухі, так як вони мають зв’язану воду, яка перетворюється на лід при менших температурах. Щільні грунти якщо порівнювати з пухкими промерзають швидше і на більшу глибину.
На дерново-підзолистих грунтах внаслідок підтягування вологи (під час обмерзання) вологість лицьового шару стає більше до повної вологоємності. Кристали льоду ростуть в грунті також в результаті конденсації парообразной вологи, притекающей з нижніх горизонтів грунту. Пересування її в парообразной формі пов’язано з різницею в пружності парів води нижнього і верхнього ґрунтових шарів.
Промерзання лицьового шару при вологи нижче повної вологоємності допомагає поліпшенню фізичних властивостей грунту внаслідок розриву великих грунтових грудочок на дуже маленькі при розширенні пір, в яких розташовувалась вода, кристалами льоду. З цієї причини грунт, зорана з осені, при весняній обробці добре кришиться.
Сніговий і покрив з рослинності, і ще лісова підстилка гальмують грунтову промерзання.
Замерзання і відтавання грунту роблять серйозний вплив на перезимівлю озимих культур зерна і конюшини. З цими явищами пов’язано утворення крижаної кірки, вимочек, випрівання і випинання коренів рослин. Вони також можуть постраждати від швидкого і глибокого обмерзання грунту.
Для життя рослин важливе має значення кількість з’явилися кристалів льоду в грунті і їх структура, яка залежить від температури, вологи, щільності та інших умов ґрунту.
У Білорусі, Прибалтійських республіках і прилеглих областях РФ найбільше гинуть озимі від вимокання, випрівання, снігової плісняви ​​та надзвичайно рідко від вимерзання і висихання.

Грунтову промерзання під час зими

Глибина грунтового промерзання

Щозими грунт мерзне на певну глибину, при цьому міститься в грунті вода замерзає, перетворюється на лід і стає ширше, таким чином, роблячи більший об’єм ґрунту. Даний процес називається обдиманням грунту. Збільшуючись в обсязі, грунт діє на фундамент будівлі, сила цього впливу може бути занадто велика і складати десятки тонн на квадратний метр основи фундаменту. Вплив такої сили може рухати фундамент, порушуючи нормальний стан всієї будівлі.

Який глибиною повинен бути фундамент під будинок, розрахунок глибини

Подібним чином, промерзання грунту погано впливає. Для того, щоб сили обдимання не діяли на основу фундаменту, необхідно його залажівать на глибину нижче глибини обмерзання.
Глибина грунтового промерзання залежить, по-перше, від типу грунту: суглинки промерзають трохи поменше піщаних, так як мають більшу пористістю. Пористість глини змінюється від 0,5 до 0,7, тоді як пористість піску — від 0,3 до 0,5.
Друге, глибина обмерзання залежить від кліматичних умов, а саме від середньорічної температури: чим вона нижча, тим більше глибина обмерзання.
Нормативні глибини обмерзання (за даними СНиП) в сантиметрах для найрізноманітніших мегаполісів і типів грунту представлені в таблиці.

Містоглина, глинисті грунтипіски, супіски
Архангельськ160176
Астрахань8088
Брянськ100110
Сталінград100110
Вологда140154
Воркута240264
Воронеж120132
Єкатеринбург180198
Іжевськ160176
Казань160176
Кемерово200220
Кіров160176
Котлас160176
Курськ100110
Липецьк120132
Магнітогорськ180198
Москва120132
Набережні Челни160176
Нальчик6066
Нарьян березня240264
Нижньовартовськ240264
Нижній Новгород140154
Новокузнецьк200220
Новосибірськ220242
Омськ200220
Орел100110
Оренбург160176
Орськ180198
Пенза140154
Перм180198
Псков8088
Ростов-на-Дону8088
Рязань140154
Салехард240264
Самара160176
Санкт-Петербург120132
Саранськ140154
Саратов140154
Сєров200220
Смоленськ100110
Ставрополь6066
Сургут240264
Сиктивкар180198
Твер120132
Тобольськ200220
Томськ220242
Тюмень180198
Уфа180198
Ухта200220
Челябінськ180198
Еліста8088
Ярославль140154

Фактичні глибини обмерзання в дійсності будуть різнитися від нормативних, наведених в СНиП, так як нормативні дані наведені для найгіршого випадку — відсутність снігу. Нормативна глибина грунтового промерзання, представлена ​​в цій таблиці, — це найбільша глибина. Сніг і лід — хороші утеплювачі, і наявність снігу знижує глибину обмерзання. Під будинком грунт також мерзне менше, тим більше, якщо наприклад будинок опалюється цілий рік. Подібним чином, реальна глибина обмерзання землі може бути на 20-40% менше нормативної.
Промерзання грунту можна зробити менше: для цього грунт біля будинку утеплюють. Стрічка хорошого утеплювача шириною 1,5-2 метра, укладена біля будинку, може гарантувати невелику глибину грунтового промерзання, навколишнього фундамент будівлі. Завдяки такому прийому можливо закладення незаглиблений фундаментів, які закладаються на глибину вище глибини обмерзання, проте завдяки утепленню грунту залишаються стійкими.
Сили морозного здимання грунтів
Холодне пученіє — це збільшення обсягу грунту при мінусових температурах, іншими словами під час зими. Відбувається це через те, що волога, що міститься в грунті, при промерзанні збільшується в об’ємі. Сили морозного обдимання працюють не тільки на основу фундаменту, але і на його стінки з боків і здатні видавити фундамент будівлі з грунту.
Рівень вод які знаходяться в грунті
Підземні води — це перший від поверхні землі підземний шар води, який залягає вище першого водотривкому шару. Вони надають несприятливу дію на властивості грунту і фундаменти будинків, рівень вод які знаходяться в грунті потрібно знати і передбачати під час закладання фундаменту.
Грунт схильний морозному пученію — це такий грунт, який схильний до морозному пученію, при промерзанні він сильно зростає в обсязі. Сили пучения дуже великі і можуть піднімати цілі будівлі, з цієї причини та закласти фундамент на пучинистих грунті без вживання заходів проти обдимання не можна.

Несуча здатність ґрунтів

Несуча здатність ґрунтів — це його заснована характеристика, яку потрібно знати при домобудівництві, вона показує яке навантаження може витримувати одиниця площі грунту. Несуча здатність визначає, якою має бути опорна площа прибудинкової фундаменту: чим гірше здатність грунту тримати навантаження, тим більше повинна бути площа фундаменту.
Середньорічна температура навколишнього середовища
Середньорічна температура навколишнього середовища — це усереднене арифметичне значення температур за всі місяці року. Від неї залежить потреба утеплювати фундамент і грунт біля нього, а ще можливість закладення мелкозаглублённого фундаменту.
Дата статьи: 07.10.2010 14:49:25
замість предіслдовія.
Розумні і доброжелательниелюді вказали мені не те, що цей випадок повинен цінуватися виключно в нестаціонарної постановки, зважаючи на велику теплової інерції землі і передбачати річний режим зміни температур. Виконаний приклад вирішене для стаціонарного теплового поля, з цієї причини має заздалегідь некоректні результати, так що його необхідно розглядати лише як певну ідеалізовану модель з значною кількістю спрощень показує розподіл температур в нерухомому режимі. Так що як кажуть, будь-які збіги — чиста випадковість …
Як в більшості випадків, не стану наводити багато конкретики з приводу прийнятих провідності тепла і товщини матеріалів, обмежуся описом лише деяких, припускаємо, що інші компоненти максимально близькі до реальних конструкцій — теплофізичні характеристики призначені правильно, а товщини матеріалів адекватні справжнім випадків будівельної практики. Мета статті отримати рамкову уявлення про розподіл температур на кордоні Будівля-Грунт при різних умовах.
Трохи про те, про що необхідно сказати. Розраховуються схеми в цьому прикладі містять 3 температурні межі, 1-я це внутрішнє повітря приміщень опалювального будівлі + 20оС, 2-я це зовнішнє повітря 10оС (-28оС), і 3-я це температура в товщі грунту на певній глибині, на якій вона коливається біля деякого постійного значення. У цьому прикладі прийнято значення цієї глибини 8м і температура + 10оС. Ось тут зі мною хтось буде сперечатися щодо прийнятих параметрів 3-ої кордону, але суперечка про точні значеннях не рахується завданням цієї статті, так само як і отримані результати не претендують на особливу точність і можливість прив’язки до якогось конкретного проектного нагоди . Повторюся, завдання — отримати значне, рамкову уявлення про розподіл температур, і перевірити деякі усталені уявлення з цього питання.
Тепер конкретно до справи. Отже тези, які належить перевірити.
1. Грунт під опалювальним будівлею має позитивну температуру.
2. Нормативна глибина обмерзання грунтів (тут швидше питання чим заяву). Береться до уваги чи сніговий покрив грунту при приведенні даних по промерзання в геологічних звітах, адже в основному територія біля будинку очищається від снігу, чистяться доріжки, тротуари, вимощення, парковка і ін.?
Промерзання грунту — це процес у часі, з цієї причини для розрахунку приймемо температуру зовні рівну середній температурі найбільш холодного місяця 10оС. Грунт приймемо з наведеної лямбда = 1 на всю глибину.

Рис.1. розрахункова схема.

Рис.2. Ізолінії температур. Схема без снігу.
Загалом під будівлею температура грунту позитивна. Максимуми ближче до центру будівлі, до фасадних стін мінімуми.

Промерзання грунту в найрізноманітніших регіонах

Ізолінія нульових температур по горизонталі лише стосується проекції приміщення яке опалюється на горизонтальну площину.
Промерзання ґрунту далеко від будівлі (тобто досягнення негативних температур) відбувається на глибині
2.4 метра, що більше нормативного значення для підібраного умовно регіону (1.4-1.6м).
Тепер додамо 400мм снігу середньої щільності з лямбда 0.3.

Рис.3. Ізолінії температур. Схема зі покровом снігу 400мм.
Ізолінії позитивних температур витісняють негативні температури назовні, під будівлею тільки найкращі температури.
Промерзання грунту під покровом снігу

1.2 метра (-0.4м снігу = 0.8м грунтового промерзання). Сніжне «ковдру» істотно зменшує глибину обмерзання (практично в 3 рази).
По всій видимості наявність снігу, його висота і ступінь ущільнення вважається величиною не постійною, з цієї причини середня глибина обмерзання знаходиться в діапазоні отриманих результатів 2-х схем, (2.4 + 0.8) * 0.5 = 1.6 метра, що відповідає нормативному значенню.
Тепер подивимося, що буде, якщо вдарять міцні морози (-28оС) та простоять дуже довго, щоб теплове поле стало стабільним, при цьому сніговий покрив навколо будівлі відсутній.

Рис.4. Схема при -28проЗ без снігу.
Негативні температури залазять під спорудження, позитивні притискаються до поверхні підлоги приміщення яке опалюється. В районі фундаментів грунти промерзають. На видаленні від будівлі грунти промерзають на
Див. Попередні записи блогу:
Щитовий будинок з дерева. Подвійний об’ємний каркас.
Скління лоджій і балконів. результативність теплозахисту.
Сталеві конструкції на покрівлі. промерзання.
Замерзання грунту — широко популярне явище. Замерзання вологи в грунті, в основному, відбувається при температурі нижче 0 ° С, оскільки вона являє собою не чисту воду, а розчин солей різних концентрацій.

Глибина грунтового промерзання (на 2018 р.)

З цієї причини навіть при низькій температурі не вся волога знаходиться в грунті, замерзає. Прочносвязанная волога і деяка частина рихлосвязанной вологи замерзнути не можуть внаслідок впливу на них сорбційних сил. Інша частина вологи аж до вологи відповідної найбільшою гігроскопічності замерзає в межах до -10 ° С.
Глибина обмерзання грунту залежить від багатьох причин. Найважливіша з них — товщина снігового покриву. Чим вона вища, тим менше глибина обмерзання грунту. Все, що впливає на товщину снігового покриву (потужність покриву з рослинності, мікрорельєф і т. П.), Впливає на глибину обмерзання грунту. Вона підкоряється від наявності торфу і його потужності, від вологи грунту. Чим вище потужність торфу і чим вище вологість грунту, тим менше глибина обмерзання.
Замерзання грунту починається в більшості випадків з приходом стійких негативних температур поки необразуется снігу. Іноді сніговий покрив ставиться до настання температур нижче 0 ° С і грунтову промерзання починається вже під тонким сніговим покривом. В подальшому потужність промерзлого шару потроху збільшується, досягаючи найбільшої величини в останніх числах січня — в лютому.
У лютому або з початку березня, коли сніговий покрив ще залишається досить потужним або навіть збільшується, глибина обмерзання починає зменшуватися внаслідок відтавання грунту знизу. Відтавання грунту під снігом відбувається завдяки тепла, що знаходиться в нижніх горизонтах грунту і переданого внаслідок теплопровідності в верхні її шари. Така передача йде постійно, однак на початку і середині зими вона не може відшкодувати тепловіддачу, випромінюваного з-під тонкого снігового покриву і віддається в сильно охолоджену атмосферу. У лютому, коли температури навколишнього середовища стають вище, а сніговий покрив товщі і, тому, тепловіддача зменшується, тепло, яке йде з нижніх ґрунтових шарів, з надлишком відшкодовуючи втрату його з верхніх шарів, викликає відтавання грунту знизу.
За Н. А. Качинському відтавання може йти 2-ма шляхами.
1. Розморожування, що йде знизу, закінчується до того, як зійде сніг. Мерзла прошарок пропаде біля самої поверхні грунту. Даний випадок має місце при потужному сніговому покриві і неглибокому промерзании грунту.
2. Сніговий покрив сходить до того, як повністю розмерзнеться грунт. Відтавання грунту починається також знизу, а потім йде одночасно знизу і зверху, і мерзла прошарок в кінці пропадає на тій чи іншій глибині.
Для районів, де середньорічна температура грунту близька до 0 ° С і нижче, властивий варіант третій відтавання грунту — тільки зверху, оскільки тут в глибоких шарах грунту відсутній запас тепла, який міг би викликати відтавання грунту знизу.
Особливий вплив на глибину снігу надає ліс. У лісовій глушині сніговий покрив завжди більш потужний, ніж на безлісих просторах. З цієї причини замерзання грунту під лісом або не зустрічається зовсім, або буває коротшим і менш глибоким, причому грунт встигає відтанути ще до початку танення снігу. За рахунок цього, і ще більш повільного танення снігу поглинання грунтом розтанули вод в лісовій глушині йде істотно повніше, ніж поза ним.
Чималий вплив а глибину обмерзання грунту надає лісова підстилка. У дослідах з видаленням лісової підстилки, глибина обмерзання грунту різко зростала. Значно впливає на глибину обмерзання і склад деревостану. У густих ялинових деревостанах, де велика кількість снігу затримується на кронах дерев, внаслідок низької потужності снігового покриву і більшої його щільності глибина обмерзання буває завжди більше.
Грунтову промерзання має великий ряд неприємних наслідків, особливо: зниження водопроникності грунтів, а значить посилення поверхневого стоку, зниження теплообеспеченности, вимерзання рослин, затримка мікробіологічних і хімічних процесів, що йдуть в грунті. У той же час можна підкреслити і позитивні наслідки даного процесу, наприклад, хороший вплив на утворення структури в грунті, міграція грунтових тварин в що знаходяться знизу грунтові шари під впливом замерзання, яка допомагає розпушення грунту і поліпшення її водопроникності.
Дата добавки: 2014-11-16; Переглядів: 7470; Порушення авторських прав?;
джерело: kak-peresadit.ru