Teplota země v hloubce

Teplota půdy v hloubce silně závisí na změnách sezónní teploty a tento účinek ovlivňuje pouze hloubku 5-30 m, v závislosti na šířce.

Závislost teploty půdy na sezóně

Změny teploty půdy v určité hloubce jsou primárně ovlivněny sezonní změnou teploty vzduchu.

Kolísání indexu v průběhu celého roku pro každou zónu, město a každý rok závisí na tom, jak horké bylo léto. Například:

  • v Taškente průměrná letní teplota v hloubce 40 cm +31, 80 cm +29, 160 cm + 25 stupňů; v zimě +2, +4,5, +9 (průměrná teplota vzduchu v červenci je +28, v lednu +2 stupňů);
  • v Jekaterinburgu je teplota již zcela odlišná: v létě +19, +16, +13; v zimě -11,5, -9, -4 (vzduch: +19 a -16 stupňů).

Tabulka teploty půdy v hloubce 40, 80, 160 cm pro některé města CIS je uvedena na webové stránce e-boiler.ru.

V určité hloubce se mění sezónní rozdíly, teplota půdy zůstává konstantní. Bližší k pólu, tato vrstva s konstantní teplotou je v hloubce 20-30 m, v tropích - 5-10 m.

Níže začínají ovlivňovat radiogenní teplo, tzn. podzemní teplo vznikající při rozkladu radioaktivních prvků. V průměru se teplota blíže ke středu Země zvyšuje o 10 ° C na každých 33 m.

Tabulka změn teploty půdy v hloubce 9 metrů pro čtyři klimatické oblasti

Klimatické oblasti I - III Ruska ze severu na jih: I - až 700 sever; II - až 600 III - až 450. IV - Zakavkazsko, Krym, střední Asie.

Dopad dalších ukazatelů

Vedle sezónních rozdílů v teple a chladu vykazuje přítomnost sněhové pokrývky, podzemní vody, vlhkosti a typu půdy, slunečního záření a dalších podmínek vliv na teplotu půdy v hloubce, ale je obtížné vypočítat závislost na těchto indikátorech.

Poznámky designéra. ZELENÝ BIM, CFD.

Moderní technologie navrhování a výstavba budov

Výpočet teploty půdy v dané hloubce

Často při navrhování části "Energetická účinnost" pro modelování teplotních polí a pro jiné výpočty je nutné znát teplotu půdy v dané hloubce.

Teplota půdy v hloubce se měří pomocí teploměrů hloubky výfukových plynů. Jedná se o plánované studie, které pravidelně provádějí meteorologické stanice. Údaje z výzkumu tvoří základ klimatických atlasů a regulační dokumentace.

Chcete-li získat teplotu půdy v dané hloubce, můžete zkusit například dva jednoduché způsoby. Oběma způsoby je použití referenčních knih:

  1. Pro přibližné určení teploty můžete použít dokument CPI-22. "Přechody železničních potrubí." Zde se v rámci metody výpočtu potrubí tepelného inženýrství uvádí tabulka 1, kde pro určité klimatické oblasti jsou udány hodnoty teplot půdy v závislosti na hloubce měření. Tuto tabulku uvedu níže.
  1. Tabulka teplot půdy v různých hloubkách od zdroje "pomoci pracovníkovi plynárenského průmyslu" od doby SSSR

Normativní hloubka mrazu pro některá města:

Hloubka zamrznutí půdy závisí na druhu půdy:

Určitě se můžete pokusit vypočítat teplotu půdy, například podle metody popsané v knize S.N. Shorina "Heat Transfer" M.1952. Na str.115. Ale takový výpočet je velmi komplikovaný a ne vždy odůvodněný.

Myslím, že nejsnadnější možností je použít výše uvedené referenční data a potom interpolovat.

Nejspolehlivějším řešením pro přesné výpočty pomocí teplot okolí je využití dat z meteorologických služeb. Některé on-line adresáře fungují na základě meteorologických služeb. Například http://www.atlas-yakutia.ru/.

Stačí si zvolit osídlení, typ půdy a můžete získat teplotní mapu půdy nebo jejích dat v tabulkové podobě. V zásadě je to výhodné, ale zdá se, že tento zdroj je zaplacen.

Pokud víte více způsobů, jak stanovit teplotu půdy v dané hloubce, napište prosím poznámky.

Regulační dokumenty

Hlavní nabídka

TEPLOTA VONKAJŠÍHO VZDUCHU A ZEMĚ

Průměrná doba trvání teploty vzduchu různých stupňů, h

Obr. 1. Schematická mapa distribuce průměrné měsíční teploty vzduchu v lednu, ° С

Obr. 2. Schematická mapa distribuce průměrné měsíční teploty vzduchu v červenci, ° C

Obr. 3. Schematická mapa rozložení teploty vzduchu v nejchladnějších dnech s bezpečností 0,92 ° С

Obr. 4. Schematické mapování rozložení teploty vzduchu v nejchladnějších pětidenních dnech s bezpečností 0,92 ° C

Obr. 5. Schematická mapa rozložení průměrné teploty vzduchu v období ohřevu, ° С

Obrázek 6. Schematická mapa rozložení trvání období ohřevu, dny

Obr. 7. Schematická mapa rozložení maximální hloubky nulové izotermy s bezpečností 0,90 cm

Obr. 8. Schematická mapa distribuce maximální hloubky nulové izotermy s bezpečností 0,98 cm

Obr. 9. Schematické mapování kryogenních procesů a útvarů

Rozsáhlý vývoj: 1 ¾ prasknutí mrazem; 2 ¾ ledová žíla; 3 ¾ termokarstové formy; 4 ¾ solifluction; 5, 6 ¾ mrazu: 5 podzemní vody; 6 ¾ řeky a podzemní vody

Omezený vývoj: 7 - praskání mrazem; 8 ¾ ledová žilka; 9 ¾ půdní žíly a pseudomorfy žilového ledu; 10 ¾ termokarstové formy; 11 ¾ trvalých vrstev; 12 ¾ solifluction; 13¾15 ¾ mráz: 13 podzemních vod; 14 ¾ řek vody; 15 podzemních a říčních vod, 16 ¾ ledovců. (Včetně formací mezi řekami v jmenovateli ¾ v údolích. Sekvence značek signalizuje pokles úlohy procesů a útvarů).

Hranice: 17 ¾ distribuce permafrostu; 18 ¾ rozsáhlý vývoj kryogenních procesů a formací; 19 ¾ omezený vývoj kryogenních procesů a formací

Obr. 10. Schematická mapa obsahu ledu v půdách půdy

Složení a obsah ledu v půdách prvního horizontu od povrchu

a - na pláních; b, c - v horách; b - na rozhraní, v údolích; hrubé půdy: 1 - silně ledové; 2-led; 3 - lehce ledový; písečné půdy: 4 - silně ledové; 5 - led; 6 - lehce ledový; silné a hlinité půdy: 7 - silné ledové; 8 - ledový; 9 - lehce ledový; 10 - biologicky bohaté půdy; hranice: 11 - území s různou makrolobností půdy způsobenou převálcovaným ledem; 12 - šíření permafrostu; 13 - oblasti distribuce hustého ledu; 14 - ledovce

Obr. 11. Schematická mapa síly sezónně zmrazené vrstvy písčitých půd, m

1 ¾ s maximální akumulací sněhu; 2 - s minimální akumulací sněhu; 3 - pro holý povrch H = KW × HW = 15% (W - vlhkost,%, KW ¾ koeficient vlhkosti; H - vypočtená hloubka zamrznutí, m)

Obr. 12. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy jílovitých půd, m

1 - pro holý povrch; 2 - pro natřený povrch

Obr. 13. Schematická mapa síly sezónně zmrazené vrstvy jílovitých půd, m

1 - s maximální akumulací sněhu; 2 - s minimální akumulací sněhu; 3 - pro holý povrch

Obr. 14. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy pískových půd, m

1 - pro holý povrch; 2 - pro natřený povrch

Obr. 15. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy rašelinové a jílovité půdy v přítomnosti krytu mechu, m

1 - u hliněných půd; 2 - pro rašelinu

Obr. 16. Schematická mapa průměrné roční teploty půd, ° C, pro holý povrch

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 17. Schematické znázornění průměrné roční průměrné teploty půdy, ° C, za přítomnosti trávníku

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 18. Schematická mapa průměrné roční teploty půdy, ° C, za přítomnosti krytu mechu

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 19. Schématická mapa průměrného počtu dnů s trvalým přechodem teploty vzduchu na 0 ° C za rok

Teplota půdy (půda) a její rozložení do hloubky,
Moskvě
Moskevská oblast

Na této stránce jsme připravili vypočtené hodnoty teploty půdy pro letní období (Moskva) pro různé litologie, hustotu a půdní vlhkost.
Materiál byl připraven na základě údajů z výfukových teploměrů, průměrných víceletých teplot vzduchu a výpočetních metod.
A pokud máte zájem pochopit, jak se vypočtená teplota liší od skutečné (naměřené) teploty, pak tuto stránku.
Poznámka:
Průměrné roční teploty se mění pomaleji než proud a teplota půdy našich sousedních míst je velmi podobná.

(podle met / ct 276120)
sekce: Klimatická příručka

Pozor! Javascript je zakázán ve vašem prohlížeči!
Pro správné fungování webu musí být povolen JavaScript.

Výpočet hloubky zamrznutí půdy pomocí SNiP

Při stavbě budov je nutné vzít v úvahu hloubku zamrznutí půdy nad SNiP. Bez tohoto parametru nelze přesně určit, do jaké míry by měla být základna budovy. Pokud se to nepřihlíží, v budoucnu může být základna deformována a poškozena kvůli tlaku půdy při vystavení nízkým teplotám.

Stavební kódy

Stavební předpisy a předpisy (SNiP) - soubor předpisů upravujících činnost stavitelů, architektů a inženýrů. Informace obsažené v těchto dokumentech vám umožňují postavit trvanlivou a spolehlivou budovu nebo položit potrubí správně.

Mapa byla vytvořena v SSSR s údaji o hloubce zamrznutí půdy. Byl obsažen v SNiP 2.01.01-82. Později byl vytvořen SNiP 23-01-99, který nahradil tento regulační akt a mapa nebyla do něj zahrnuta. Nyní je to pouze na stránkách.

Obsahují informace o hloubce SNiP zamrznutí půdy čísla 2.02.01-83 a 23-01-99. Vypíše všechny podmínky, které ovlivňují stupeň mrazu na půdě:

  • účel, pro který byla budova postavena;
  • strukturální charakteristiky a zatížení základů;
  • hloubka umístění komunikace;
  • umístění základů sousedních budov;
  • současná a budoucí úleva rozvojové oblasti;
  • fyzikální a mechanické parametry půdy;
  • vlastnosti překrytí a počet vrstev;
  • hydrogeologické charakteristiky oblasti výstavby;
  • sezónní hloubka, do které je země zmrzlá.

V současné době bylo zjištěno, že použití SNiP 2.02.01-83 a 23-01-99 pro stanovení hloubky zamrznutí půdy poskytuje přesnější výsledek než použití hodnot získaných z mapy, protože berou v úvahu více podmínek.

Mělo by být poznamenáno, že vypočtený stupeň vystavení se nízkým teplotám není stejný jako skutečný, protože některé parametry (hladina podzemní vody, sněhová pokrývka, vlhkost půdy a parametry pod teplotou nuly) nejsou konstantní a mění se v průběhu času.

Výpočet zmrazování půdy

Výpočet hloubky, do níž půda zamrzá, se provádí podle vzorku specifikovaného v SNiP 2.02.01-83: h = √M * k, kde M je absolutní střední měsíční teplota kombinovaná a k je indikátor, jehož hodnota závisí na druhu zeminy :

  • hlinitá hlinka - 0,23;
  • písečné, silné a jemné písky - 0,28;
  • písek velkých, středních a štěrkových frakcí - 0,3;
  • hrubé druhy - 0,34.

Z výše uvedených údajů je zřejmé, že stupeň zmrazování půdy je přímo úměrný zvýšení jeho frakce. Při práci na hliněných půdách je třeba vzít v úvahu další faktor, a sice množství vlhkosti v něm obsažené. Čím více vody je obsaženo v zemi, tím vyšší je stupeň mrazu.

Založení domu by mělo být umístěno pod úrovní mrazu. V opačném případě ho vytáhne síla.

Při výpočtu tohoto parametru je lepší se spoléhat na svou vlastní sílu, ale obrátit se na odborníky, kteří mají úplné informace o všech faktorech, které ovlivňují vliv nízkých teplot na základy budovy.

Vliv mrazu

Termín "otok mrazem" označuje úroveň deformace půdy během rozmrazování nebo mražení. Záleží na tom, kolik tekutiny je obsaženo ve vrstvách půdy. Čím vyšší je tento index, tím více půdy zmrzne, protože podle fyzikálních zákonů se při zmrazování zvyšují molekuly vody v objemu.

Dalším faktorem ovlivňujícím otok v mrazu jsou klimatické podmínky v oblasti. Čím více měsíců s minus teplotou, tím větší je mrznoucí půda.

Prachové a jílovité půdy jsou nejvíce náchylné k mrazu, mohou se zvětšit o 10% jejich počátečního objemu. Písky jsou méně náchylné k otoku, tato vlastnost je zcela nepřítomná ve skalnatých a skalnatých.

Hloubka zamrznutí půdy, jak je uvedeno v SNiP, byla vypočítána s přihlédnutím k nejhorším klimatickým podmínkám, za kterých nespadá sníh. Skutečná úroveň, na kterou je země zmrzlá, je menší, protože drifty a led hrají roli tepelných izolátorů.

Zem pod základy budov mrzne méně, protože v zimě je také vytápěna.

Chcete-li zachránit půdu před zamrzáním, můžete oblast dále otevírat ve vzdálenosti 1,5-2,5 metru po obvodu základny domu. Takže můžete uspořádat plyšovou základnu, která je navíc ekonomičtější.

Vliv tloušťky sněhu

V chladných měsících je sněhová pokrývka tepelná izolace a přímo ovlivňuje stupeň zmrazování půdy.

Majitelé většinou vyčistí sníh na svých pozemcích, aniž by si uvědomili, že to může vést k deformaci nadace. Pozemek na pozemku mrzne nerovnoměrně, z toho důvodu je poškozen základ domu.

Další ochranou proti těžkým mrazům mohou být křoviny zasazené po obvodu budovy. Na nich se hromadí sníh, který chrání základnu před nízkými teplotami.

Teplota půdy v různých hloubkách

4. Regulační hloubka sezónního zmrazování půdy df, n, m, je určen vzorecem

zde L n je teplo zamrznutí půdy, J / m 3 (kcal / m 3), stanovené podle povinné přílohy 1 při teplotě půdy = 0,5 (Tf, m - Tbf) ° C

Zbývající notace je stejná jako ve vzorci (4).

5. V případech, kdy je vertikální rozložení území opatřeno ložním prádlem, regulace povrchového odtoku a další opatření vedoucí ke snížení hladiny podzemní vody, hodnoty tepelných charakteristik při výpočtu standardní hloubky sezónního rozmrazování a mražení půdy podle vzorců 5 a 10, jakož i hodnoty koeficientů kw, c ve vzorcích (1) a (4) by měla být přijata, pokud se vlhkost půdy rovná:

pro hrubé půdy 0,04

pro písek (kromě prášku) 0,07

pro práškový písek 0,10

pro biogenní primery 1,1wstr.

kde istr a wstr - respektive počet plasticity a půdní vlhkosti na hranici plasticity.

6. Odhadovaná hloubka sezónního rozmrazování dth a předpokládaná hloubka sezónního zmrazování půdy df jsou určeny vzorci:

kde dth a df, n - normativní hloubky sezónního rozmrazování a sezónního zmrazování půdy;

k 'h a kh - koeficienty tepelného vlivu konstrukce podle tabulky. 3

Budovy a zařízení bez studeného podzemí

V souladu s požadavky SNiP 2.02.01 - 83

Studené podzemní budovy a stavby:

na vnějších stěnách se zaslepenými plochami s asfaltem a podobnými povlaky

na vnějších stěnách se zaslepenými plochami bez asfaltových dlažeb

u vnitřních podpěr

mezilehlé masivní podpěry s mělkými základy nebo základy pilířů a pilířů s deskou (grillage) zapuštěnou do země s šířkou podpěr podél fasády:

středně sloupové a podpěrné podpěry, podpěrné nosníky s mělkými základy

Poznámky: 1. Tyto tabulky se nevztahují na případy aplikace tepelné izolace a jiných zvláštních opatření na ochranu tepla (odvětrávané a tepelně izolační podložky, chladicí zařízení apod.).

2. Pro opěry mostů posypaných písčitou půdou, hodnoty a kh by měla být provedena podle výpočtu tepelné techniky, avšak nejméně 1,2.

7. Standardní hodnota průměrné roční teploty permafrost To, n určená podle polních měření teploty půdy v souladu s normou GOST 25358 - 82 na experimentálních místech s přírodními podmínkami. T je povolenoo, n se rovná teplotě půdy v hloubce 10 m od povrchu.

8. Vypočtená průměrná roční teplota stárnutí půdy T.o, ° С, je stanovena na základě prediktivních výpočtů změn teplotního režimu půd v zastavěné oblasti.

Je povoleno určit hodnotu To, ° C, podle vzorce

kde ty - rok trvání rovnající se 3,15 × 10 7 С (8760 h);

Tf, m a tf, m - podle dlouhodobých údajů průměrná teplota vzduchu během období záporných teplot, ° С, a doba trvání tohoto období, s (h), odebraná podle SNiP 2.01.01-82;

L n - teplo rozmrazování půdy, J / m 3 (kcal / m3) stanovené podle povinné přílohy 1;

Rs - tepelný odpor sněhové pokrývky, m 2 × ° C / W (m 2 × h × ° C / kcal), stanovený podle vzorce

zde mL = 1,0 t × ° C / (m 2 × W) [1,16 t × h × ° C / (m 2 × kcal)] - rozměrový účetní faktor;

ds - průměrná výška sněhové pokrývky, m, převzatá z meteorologických údajů;

r s - průměrná hustota sněhové pokrývky, t / m 3, odebrané z meteorologických dat.

Poznámky: 1. V oblastech s průměrnou rychlostí větru v zimě nad 5 m / s hodnota R vypočtená podle vzorce (15)s by měla být zvýšena 1,3 krát.

Výpočet teploty

1. Teplotní režim vetraného podzemí je charakterizován průměrnou roční teplotou vzduchu v podzemí Tc také, nastavenou podle výpočtu, v závislosti na průměrné roční teplotě stárnutí půdy poskytované projektem na jeho horním povrchu T 'o (odstavec 4.13), tepelný režim budovy a způsob větrání podzemí.

2. Průměrná roční teplota vzduchu ve větraném podzemí Tc také, ° С, který zajišťuje průměrnou roční teplotu půdy v permafrostu stanovenou v projektu na horním povrchu T 'o, ° C, vypočítané podle vzorce

kde ko - koeficient odebraný z tabulky. 1 v závislosti na hodnotách tf, n a l f / l th;

zde tf, n - doba trvání s negativní průměrnou denní teplotou vzduchu, dny odebrané podle SNiP 2.01.01-82;

l f a l th - tepelná vodivost mražené a rozmrazené půdy.

3. Průměrná roční teplota stárnutí půdy na svém horním povrchu T 'o, ° С, je určen výpočtem stavu zajištění požadovaných hodnot odhadované teploty půdy na základně konstrukce (bod 4.12) s ohledem na mrazící půdu a klimatické podmínky stavby. Je povoleno, aby hodnota T 'o podle tabulky. 2 v závislosti na průměrné roční teplotě půdy To, konstrukční šířka B a hloubka základny z, s ohledem na teplotu náběhu zmrznutí půdy Tbf.

° C pro základy

sloupec v hloubce

hromada s hloubkou z, m

Poznámky: 1. Hloubka základu z se měří od úrovně horního povrchu permafrostu.

2. Při průměrné roční venkovní teplotě Tout výše uvedené tabulkové hodnoty ve výpočtech.

4. Podle výpočtu podle pokynů na str. 2 je průměrná roční teplota vzduchu v podzemí Tc také v případě přirozeného větrání podzemí vlivem tlaku větru je zajištěna volbou ventilačního modulu M, určeného poměrem

kde a n - u polí s produkty - celková plocha produktů; pro otevřené podpole - plocha rovnající se výrobku obvodu budovy a vzdálenosti od povrchu země nebo slepé oblasti ke spodní části pilířové základny pilového základového nebo základového nosníku, m 2;

Ab - plocha budovy z hlediska vnějšího obrysu, m 3.

Poznámka: Vzhledem k výšce podzemí hc pro šířku budovy B menší než 0,02 je třeba použít mechanickou ventilaci.

5. Ventilační modul M, potřebný k zajištění odhadované teploty vzduchu v podzemí Tc také s jeho přirozeným větráním, se vypočítá podle vzorce

kde kc - součinitel odebraný v závislosti na vzdálenosti mezi budovami a a jejich výškou h se rovná:

Tin - odhadovaná teplota vzduchu v místnosti, ° С;

Tout - roční průměrná venkovní teplota, ° C;

Ro - odolnost proti přenosu tepla pod zemí, m 2 × ° C / W, (m 2 × h × ° C / kcal);

C n - objemová tepelná kapacita vzduchu, která se rovná 1300 J / (m 3 × ° C) [0,31 kcal (m 3 × ° C)];

ka - zobecněný aerodynamický koeficient s přihlédnutím k tlaku větru a hydraulické odolnosti, předpokládá se: u obdélníkových konstrukcí - ka = 0,37; Tvar písmene U - ka = 0,3; T tvaru - ka = 0,33 a tvar písmene L - ka = 0,29;

Va - průměrná roční rychlost větru, m / s, (m / h);

à je obrovský parametr: pro otevřená podpole se předpokládá, že je 0; pro podpole s produktem určeným vzorem

zde az - suterénní plocha pro podlahy s vzdušnými linkami, m 2;

Rz - tepelná odolnost suterénu, m 2 × ° C / W, (m 2 × h × ° C / kcal);

x je parametr, který bere v úvahu vliv komunikace umístěné v podzemí na tepelný režim, ° С, určený vzorem

zde n je počet potrubí;

Tpj - teplota nosiče tepla v j-th potrubí, ° C;

tpj - doba j-tého potrubí v průběhu roku, dny;

ty - doba trvání daného roku je 365 dní;

Rpj - odpor tepelného přenosu tepelné izolace jth potrubí m × ° C / W, (m × h × ° C / kcal);

- koeficient ztráty tlaku v určitých částech podzemí, převzatý z tabulky. 3

Vstup se zúžením

Otáčení o 90 °

Zadání s rozšířením proudu

Výpočet základů ve stavebním způsobu stabilizace horní plochy permafrostu

1. Při konstrukci metodou stabilizace horní plochy půdy stárnutí (§ 3.27) musí hloubka základů d, m splňovat podmínku

kde hth - hloubka horního povrchu půdy stálé půdy, m, na začátku provozu struktury;

df, n - normativní hloubka sezónního zmrazování půdy, m

2. Výpočet základů únosnosti a deformací by měl být proveden v souladu s požadavky SNiP 2.02.01-83, SNiP 2.02.03-85 a těmito normami.

Základy jsou zkontrolovány na stabilitu a trvanlivost proti účinkům mrazuvzdornosti půdy podle pokynů v odstavcích. 4,40 - 4,44, s odhadovanou hloubkou sezónního zmrazování půdy df = df, n +1 m

3. Požadovaný teplotní stav základů základny je zajištěn studeným podzemím, jehož ventilační modul M je určen podle vzorce (3) povinné přílohy 4, s průměrnou roční teplotou podzemního vzduchuc, a, ° С se rovná

kde b f - koeficient určený znaky grafů. 1 v závislosti na hodnotách parametrů x f a y f podle vzorce:

kde tu - předpokládaná životnost zařízení, s (h).

Zbývající označení jsou stejná jako ve vzorcích povinné přílohy 4.

4. Poloha horního povrchu půdy stárnutí půdy pod budovou s vypočtenou teplotou vzduchu v podzemí T, přijatá v § 3c také by měla být zkontrolována výpočtem hloubky rozmrazování půdy pod konstrukcí H stanovenou podle pokynů v bodě 5 doporučeného dodatku 8, přičemž hodnota T ve vzorci (15) této přílohyin = Tc také + 1,1 ° C a koeficient a R = 0

Pokud při výpočtu hloubky rozmrazování půdy H (vypočítané z povrchu půdy s permafrosty) překročí základní nátěr maximální povolenou hodnotu této konstrukce, je třeba přijmout další opatření k regulaci hloubky základního rozmrazování.

Výpočet pilířových základů pro působení vodorovných sil a ohybových momentů

1. Při výpočtu základů pilířů pro působení vodorovných sil a ohybových momentů je třeba zvážit následující konstrukční schémata:

schéma 1 - hromada je ponořena do hluboce zmrazené půdy, hloubka sezónního rozmrazování je dth £ 5b, kde b je průřez piloty ve směru horizontální síly; hromádka je pevně zakotvena v půdě permafrost v průřezu v hloubce 1,5b od jejího horního povrchu, odpor horních vrstev půdy se nezohledňuje, předpokládaná délka hromady l se rovná dth + 1,5b;

schéma 2 - hromada je ponořena do pevně zmrazené půdy, hloubka sezónního rozmrazování je dth > 5b jsou podmínky pro vložení hromady do půdy s permafrosty stejné jako ve schématu 1 a půdy proti proudu jsou považovány za lineárně deformovatelné médium s poměrem lůžka, který se zvyšuje v poměru k hloubce; schéma 2 je také povoleno přijmout, když dth Pokud je sezónní rozmrazovací vrstva složena z nízko vlhkostních, hrubých zrnitých a písčitých půd, stejně jako půd práškovitých jílovitých s průtokovým indexem v rozmrazeném stavu IL 0,75;

schéma 3 - hromada je ponořena do umělohmotně zmrazené půdy, stejně jako v případě použití půdy z permafrost jako základny podle principu II; obklopující pilotní zemina se považuje za lineárně deformovatelné médium s koeficientem lůžka, které se zvyšuje v poměru k hloubce od povrchu půdy.

Výpočty piloty podle specifikovaných schémat by měly být prováděny v souladu s pokyny SNiP 2.02.03-85 na základě redukované hloubky hloubky d 'stanovené vzorem

kde d je odhadovaná hloubka hromady rovnající se dth + 1.5b ve výpočtech podle schématu 2 a rovnající se skutečné hloubce piloty ve výpočtech podle schématu 3, měřeno od povrchu půdy s vysokým roštem a ze spodku roštu - s nízkým grilováním;

a e - deformační koeficient systému piloty a půdy, 1 / m, určený:

v souladu s požadavky SNiP 2.02.03-85 při výpočtu podle schémat 1 a 2, jakož i podle schématu 3 v případech, kdy se jako základ založené na principu II používají půdy z půdy;

podle výsledků terénních zkoušek pilulek při výpočtu základů piloty v plastech zmrazených půdách podle schématu 3; hodnota a e v tomto případě je dovoleno určit pomocí vzorce (44) podmíněnou stabilizaci vodorovných posunutí uo testovaných pilot.

Poznámka: Výpočet základů mostních podpěr pro kombinovaný účinek vertikálního i horizontálního zatížení by měl být proveden v souladu s požadavky SNiP 2.05.03-84 s přihlédnutím k pokynům uvedeným v kapitole 9.17.

Výpočet základů piloty pro vodorovné posuny způsobené tepelnými deformacemi roštu by měl být proveden podle schématu 2, přičemž se odhadne hloubka pilotů, které se mají naložit (počítat od povrchu země k úrovni pevného uložení), za použití

kde n a - koeficient vlivu okolní půdy, zlomek jednotky, odebraný z tabulky v závislosti na hodnotě a e.

Regulační dokumenty

Hlavní nabídka

TEPLOTA VONKAJŠÍHO VZDUCHU A ZEMĚ

Průměrná doba trvání teploty vzduchu různých stupňů, h

Obr. 1. Schematická mapa distribuce průměrné měsíční teploty vzduchu v lednu, ° С

Obr. 2. Schematická mapa distribuce průměrné měsíční teploty vzduchu v červenci, ° C

Obr. 3. Schematická mapa rozložení teploty vzduchu v nejchladnějších dnech s bezpečností 0,92 ° С

Obr. 4. Schematické mapování rozložení teploty vzduchu v nejchladnějších pětidenních dnech s bezpečností 0,92 ° C

Obr. 5. Schematická mapa rozložení průměrné teploty vzduchu v období ohřevu, ° С

Obrázek 6. Schematická mapa rozložení trvání období ohřevu, dny

Obr. 7. Schematická mapa rozložení maximální hloubky nulové izotermy s bezpečností 0,90 cm

Obr. 8. Schematická mapa distribuce maximální hloubky nulové izotermy s bezpečností 0,98 cm

Obr. 9. Schematické mapování kryogenních procesů a útvarů

Rozsáhlý vývoj: 1 ¾ prasknutí mrazem; 2 ¾ ledová žíla; 3 ¾ termokarstové formy; 4 ¾ solifluction; 5, 6 ¾ mrazu: 5 podzemní vody; 6 ¾ řeky a podzemní vody

Omezený vývoj: 7 - praskání mrazem; 8 ¾ ledová žilka; 9 ¾ půdní žíly a pseudomorfy žilového ledu; 10 ¾ termokarstové formy; 11 ¾ trvalých vrstev; 12 ¾ solifluction; 13¾15 ¾ mráz: 13 podzemních vod; 14 ¾ řek vody; 15 podzemních a říčních vod, 16 ¾ ledovců. (Včetně formací mezi řekami v jmenovateli ¾ v údolích. Sekvence značek signalizuje pokles úlohy procesů a útvarů).

Hranice: 17 ¾ distribuce permafrostu; 18 ¾ rozsáhlý vývoj kryogenních procesů a formací; 19 ¾ omezený vývoj kryogenních procesů a formací

Obr. 10. Schematická mapa obsahu ledu v půdách půdy

Složení a obsah ledu v půdách prvního horizontu od povrchu

a - na pláních; b, c - v horách; b - na rozhraní, v údolích; hrubé půdy: 1 - silně ledové; 2-led; 3 - lehce ledový; písečné půdy: 4 - silně ledové; 5 - led; 6 - lehce ledový; silné a hlinité půdy: 7 - silné ledové; 8 - ledový; 9 - lehce ledový; 10 - biologicky bohaté půdy; hranice: 11 - území s různou makrolobností půdy způsobenou převálcovaným ledem; 12 - šíření permafrostu; 13 - oblasti distribuce hustého ledu; 14 - ledovce

Obr. 11. Schematická mapa síly sezónně zmrazené vrstvy písčitých půd, m

1 ¾ s maximální akumulací sněhu; 2 - s minimální akumulací sněhu; 3 - pro holý povrch H = KW × HW = 15% (W - vlhkost,%, KW ¾ koeficient vlhkosti; H - vypočtená hloubka zamrznutí, m)

Obr. 12. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy jílovitých půd, m

1 - pro holý povrch; 2 - pro natřený povrch

Obr. 13. Schematická mapa síly sezónně zmrazené vrstvy jílovitých půd, m

1 - s maximální akumulací sněhu; 2 - s minimální akumulací sněhu; 3 - pro holý povrch

Obr. 14. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy pískových půd, m

1 - pro holý povrch; 2 - pro natřený povrch

Obr. 15. Schematické mapování kapacity sezónně rozmrazené vrstvy rašelinové a jílovité půdy v přítomnosti krytu mechu, m

1 - u hliněných půd; 2 - pro rašelinu

Obr. 16. Schematická mapa průměrné roční teploty půd, ° C, pro holý povrch

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 17. Schematické znázornění průměrné roční průměrné teploty půdy, ° C, za přítomnosti trávníku

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 18. Schematická mapa průměrné roční teploty půdy, ° C, za přítomnosti krytu mechu

1 - během sněhu v chráněných oblastech; 2 - s akumulací sněhu v otevřených prostorách

Obr. 19. Schématická mapa průměrného počtu dnů s trvalým přechodem teploty vzduchu na 0 ° C za rok

Dodatek 3 (povinné). Průměrná roční teplota a hloubka sezónního rozmrazování a zmrazování půdy

Průměrná roční teplota a hloubka sezónního rozmrazování a zmrazování půdy

1. Normativní hloubka sezónního rozmrazování půdy, m, se určuje podle pozorování v terénu pomocí vzorce

kde - největší hloubka sezónního rozmrazování půdy v ročním období, m, stanovená podle pozorování v terénu v souladu s normou GOST 26262-84;

a - koeficienty podle tabulky. 1 v závislosti na celkovém obsahu vlhkosti půdy stanoveném v souladu s instrukcemi podle bodu 5 po dobu trvání konstrukce a na vlhkosti půdy během období pozorování;

- teplota počátku zmrznutí půdy, ° C, určená povinnou přílohou 1;

- návrhová teplota povrchu půdy v létě, ° C, určená podle vzorce

- předpokládaná doba letního období h, určená podle vzorce

zde a - průměrná teplota vzduchu po mnoho let v období pozitivních teplot, ° С a trvání této doby h, odebraných podle SNiP 2.01.01-82, a pro podzemní oblasti IB a IG, by měly být hodnoty odebírány s koeficientem 0,9 ;

a - průměrná teplota vzduchu, ° C, pro období pozitivních teplot a trvání tohoto období, h, v roce pozorování z meteorologických dat.

Jak se sezónní teplota půdy na stavbě základů

Trvanlivost a spolehlivost budovy závisí především na správném výběru typu a provedení nadace. Bez znalosti vlastností půdy na staveništi, jak průměrná roční teplota půdy ovlivňuje fungování systému: "nadace-založení-stavba" spolehlivá konstrukce budovy je nemožná. Proto v tomto článku budeme hovořit o půdách.

Některé obecné informace o půdách

Stavitelé rozdělují základnu na skálu a na skále. Nekamenné druhy, kromě hrubých a biogenních půd, jsou jílovité a písečné. První jsou rozděleny na: štěrkovité půdy, velké, střední, malé a silné. Živiny: půda, písečná hlína a hlína. Odlišují se v počtu částic písku. Půdy se skládají z minerálních částic, vzduchu a vody. Velikost částic významně ovlivňuje fyzikální vlastnosti půdy. Při přenášení nákladu z budovy na základy se půda stlačí a stavba a její základ se zmenšují. Během výstavby základů se návrháři kontrolují proti SNiP, v němž je nutné omezit srážení povolenými parametry. Při zvolené ploše základů jsou splněny podmínky pro zajištění přijatelného smršťování, pokud tlak z budovy na její základnu není vyšší než vypočtená odolnost půdy, která je stanovena během inženýrsko-geologických prací.

Největší část Ruska patří do oblasti sezónně zmrazených půd, které se v zimě zvedají.

Když tyto základny zmrznou, když teplota půdy klesne pod 0 °, začne se budova pohybovat směrem vzhůru, když půda roztátí, deformace směřují dolů. Půdy mají různé stupně - od malého stoupání až po nadměrné zatáčení. Tato vlastnost základny závisí na druhu, na průměrné roční teplotě půdy, na hustotě a stupni vlhkosti a především na úrovni, na které se vyskytují podzemní vody. Hlavním účelem inženýrské a geologické práce při stavbě budov je tedy nalezení konstrukčního odporu základny a stupně zatáčení.

Teplota zmrazování půdy je nejdůležitějším ukazatelem při návrhu základů

Vlhkost, přicházející do ledu, se zvětšuje o 9%, což vede k pěstování půdy. Podzemní vody jsou v určité hloubce, jejíž úroveň se během roku může značně lišit. Stanovení stupně ukládání půdy odhadují odborníci hladinu podzemní vody v podzimním období. Vzhledem k smáčivosti půdy a povrchovému napětí vody je část kapilár a pórů v ní nad hladinou podzemních vod nasycena vodou. Čím menší je průměr pórů, tím vyšší je nárůst vlhkosti. V horní vrstvě půdy se voda neustále vypařuje. Vzhledem k narušené rovnováze začíná voda vzrůst od dolních půdních vrstev k povrchu, kde v zimě zamrzne. Proces zvyšování objemu ledu, který má tendenci tlačit půdu ve všech směrech, začíná. Ale po celé horizontální probíhají stejné změny a v tomto směru se stoupající síly stávají rovnovážnými. Pohyb půdy směrem dolů je narušován tím, že má větší hustotu, ležící pod zemí. Z tohoto důvodu jsou deformace směrovány na volnější povrch. Při silně zatěžujících půdách dosahuje deformace 15-20 cm. Čím hlubší je zmrazování půdy, tím větší je deformace zvedání.

Hloubka zamrznutí základny je považována za tloušťku z povrchu, v zimě je neustále vyčištěna ze sněhu, na dno tvrdé půdy. Teplota na hranicích pevně zmražených vrstev se nazývá teplota mrazu půdy. Vzhledem k tomu, že bod mrznutí různých pístek je 0◦ a jíl a hlína je 10◦, je jasné, proč je za stejných podmínek největší hloubka zamrznutí v písečných půdách a nejmenší v jílové a hlinité půdě. V různých letech, na stejném místě, půda zamrzne do různých hloubek. Pro normální odečtěte průměrnou hodnotu hloubky zmrznutí po dobu 10 let pozorování. Když se teplota půdy snižuje v hloubce pod určité hodnoty, bobtnání se zastaví. Proto ve vrstvě mrzné půdy existuje aktivní deformační zóna, která je zespodu omezena teplotou zamrznutí půdy a teplotou, při níž se zastavení zastavuje. V závislosti na teplotě na povrchu se tloušťka deformačního jádra rovná tloušťce mrazící vrstvy půdy nebo její části. Při vysoké záporné teplotě půdy se zóna aktivních deformací zvyšuje a rychlost zmrznutí se snižuje. To vede k akumulaci velkých kmenů v aktivních zónách, než při velmi nízké záporné teplotě a zvýšené rychlosti mrznutí. Z tohoto důvodu se oteplení neustále zhoršuje.

Pro integritu stavebních konstrukcí není absolutní ukazatel zdvihových sil tak hrozný jako nerovné hodnoty deformací na různých místech struktury. Zvláště se bojí nerovnoměrné deformace stěny kusových prvků - kamene, cihel atd.

Na jaře se sníh rychleji z jihu, než ze severu. Během ochlazování je vytvořená voda vytažena pod nevytápěnou budovu, pod kterou se v důsledku obrazovkového efektu dosud nerozmrazilo. Vznikají silové síly, které vyvstávají nesprávně zakotvené základy typu sloupku a jejich vyplňování na jižní straně. Čím menší jsou frakce půdy, tím větší je hloubka podzemní vody z úrovně podzemních vod, je doplnění vodních procesů. Pro hlínu to činí 3,5m.

Hrubé a střední částečné písky patří k téměř neudržujícím půdám. Zbývající základny jsou potenciálně těžké. Přítomnost velkých pórů, malý povrch zrna, který není schopen zadržovat vlhkost v dostatečném objemu, a hlavně ani žádné zvedání při nulové teplotě na zemi, nevytváří podmínky pro stoupající vodu do mrazícího frontu. Pouze "vlastní" vlhkost se změní na led. Deformace se nevyskytují nebo se vyskytují v malých rozměrech. Dokonce i mokré hrubé písky s póry, které tvoří 40% nárůst objemu o 3,5% během zamrznutí, což je mnohem menší než nárůst prudkých půd.

Konstrukční charakteristiky deformovatelných zemin se zlepšují použitím písku.

Pokud je polštář na horní straně mrazící vrstvy nasycen vlhkostí, naznačuje to, že základ byl sestaven nesprávně a konstrukční a rekultivační opatření byla nedostatečná.

Poznamenáváme další vlastnost mrazících půd. Tam je takový jev: horské ledovce pod jejich vlastní hmotou "tok". To je způsobeno skutečností, že okamžitá mechanická pevnost ledu při zatížení je vysoká a její délka prakticky má tendenci k nule. Během zimního období se v zmrazeném písku pod tlakem budovy projevuje pokles napětí vlivem deformací proudění ledu. Tyto jevy jsou doprovázeny "deplanací" - zakřivením půdních vrstev. Výsledkem je, že deformace mražení písku pod základem a v nejbližší vzdálenosti od ní nejsou nebo jsou podstatně menší než na hranici: písčitý polštář je jílovitá půda. Čím je větší vrstva písku, která odděluje spodní hranu suterénu od podložní základny, tím větší je deplanace a tím menší účinek vyvíjecích sil na základ. Tato kvalita písku je široce používána při stavbě vrstev mělkých chodidel.

Při zakládání základů je nutné vzít v úvahu sílu.

Stavitelé identifikují dva typy síly působící na základy. Normální činnost na jediném základu budov. Tangenciální síly působí na straně základů. Dynamometr, upevněný mezi tahovým systémem a základem, během zmrznutí půdy (silně zvlněná půda), bude mít přímý poměrný nárůst síly působící na nepodléhané podklady. Obvykle, při tloušťce mražení 1 m, zaznamená hodnoty normální síly o síle 49,5 t / m². Čím větší je hloubka pronikání mrazem, tím vyšší budou tyto indexy. Mělo by se říci, že čím větší má penetrace základ, tím menší jsou síly pro mrazení, které ničí její základnu. Ale na druhé straně se zvyšují celkové specifické tangenciální síly deformací, které se tlačí na boční části nosníků konstrukcí. Podle tolerance SNiP 2.02.01-83 dosáhne specifická tangenciální síla mrazu v hloubkách mrazu až do 1,5 m 7 m / m v slabě zvětšujících se půdách, 9 tf / m 2 v mírně zvlněných půdách a 11 hektarů v silně zvlněných půdách. / m²

Důležité: pouze pokud máte jasnou představu o tom, jaká je teplota půdy v hloubce v dané oblasti, stejně jako síly mrazu, velikost deformací a charakteristiky jejich projevů, lze pochopit podstatu opatření, která je třeba provést při stavbě základů lehké konstrukce v této houževnaté půdě.

Jak se vzájemně souvisí teplota půdy a správnost základové konstrukce?

Při hromadění půdních typů je hloubka základny suterénu úzce spjata s vypočtenými hloubkami zamrznutí. Tento indikátor se mírně liší od standardních hodnot. Například normy hloubky zmrazování půdy v oblasti Moskvy jsou -1,4 metru. Odhadovaná hloubka pronikání mrazem pro vytápěné budovy závisí na struktuře konstrukce v suterénu, druhu podlah a teplotním rozdílu v budově. Pokud jsou podlahy vybaveny na podlaze v suterénu a teplota v budově není nižší než + 15 ° C, vypočítaná hloubka zamrznutí bude 1,1 m. Podle toho, jestliže je návrh podlahy odlišný, stejně jako teplotní režimy ve vytápěné budově, vypočtená hloubka zmrazování půdy se může také měnit v menším nebo větším směru. U nevykurovaných budov nezáleží - jaký je návrh podlah, odhadovaná hloubka zamrznutí v oblasti Moskvy je 1,54 metru. Základy těžkých konstrukcí v tomto případě musí být pohřbeny 1,6 m. Dříve bylo zvažováno, že budova je "těžká", jestliže její hmotnost je vyšší než celkové tangenciální síly mrazu, které působí na boční části základny, která je pohřbena, nižší než vypočtené hloubky zamrznutí.

Při zapuštěném typu základu je nutné zajistit stabilitu budovy, tj. Podklad pod tlakem tangenciálních deformačních sil by se neměl odtrhnout od země. Jinak se pod základnou základny objevuje dutina, do níž padá půda zásypu, nebo se zemina rozpadá ze stěn příkopu. Na jaře se v tomto případě nadace nezapadne na místo a začnou se procesy akumulace deformací zbytkového majetku. Při výstavbě vícepodlažních budov a těžkých konstrukcí jsou podmínky stability ve zvětšujících se půdách ve většině případů splněny. Hmotnost budovy je dostatečná k vyrovnání síly, která se zvedá. A v nízkopodlažním panství, venkovských domech, garážích, které se nacházejí na středně silném a silně těživém území, nejsou podmínky pro ustálené typy základů nejčastěji splněny.

Hloubka uložení základny není závislá na vypočtené hloubce zamrznutí v případě, že půda není deformována. To platí i tehdy, jestliže výpočty mohou zajistit provozní spolehlivost budoucího základu v zóně úpatí půdy. Toto kritérium je splněno základy mělkého zapuštěného typu budovy. Jsou položeny v zemi jen do hloubky, ve které tangenciální síly mrazu nejsou vyšší než tlak budovy, takže základ se neoddělí od základny a zůstane stabilní. V tomto případě je přípustné nejen určité zmražení konstrukce, ale i malé deformace pod vlivem normálních sil pro zvládnutí mrazu. Například podle konstrukčních norem pro zdivo jsou přípustné hodnoty absolutní deformace zdvihání stěn nepřesahující 2,5 cm. Relativní deformace stěn nesmí být větší než 0,0005. To znamená, že délka stěn v deformaci 10 m je povolená maximálně 5 mm.

Pokud je ve vašem okolí teplota půdy v zimě velmi nízká a deformace hloubení jsou nad povolenými mezemi, část půdy pod základem musí být nahrazena nepohnutelným materiálem s hloubkou, ve které by zbývající vrstva hnací základny vyvolala přípustné hodnoty deformací. Toto opatření však nebude stačit k zajištění spolehlivosti nadace. Je nutné neutralizovat nerovnoměrné deformace v různých částech budovy. To lze dosáhnout zvýšením prostorové tuhosti základů. Na středně a silně zatěžujících půdách je nutné nalít železobetonovou základovou pásku monolitického typu, jejíž vnější části budou spojeny s vnitřními pásy v jedné pevné konstrukci.

Půdní základy jsou rozděleny na desku, pásky a sloupky. Sloupkové základny se doporučují pro stavbu na téměř neohýbaných a slabě odvádějících půdách, pásky - na lehkých, středně silných a silně podlouhlých podkladech, na deskách - na silně zatěžujících půdách s nízkou nosností: na rašeliništích, bažinách, oázach, jílovitých půdách měkká plastová konzistence.

Správně postavené mělké základy jsou zhruba 1,5-2krát hospodárnější než základy budov a konstrukcí položených pod vypočtenými hloubkami zamrznutí.

Teplota půdy v různých hloubkách

Teplota povrchu půdy je teplota horní vrstvy (tloušťka několika milimetry) bez vegetačního krytu, dobře uvolněná a neostřená ze slunce a v zimě se sněhovou pokrývkou teplota povrchu sněhu. Měří se teploměrem ležícím na povrchu půdy a sněhové pokrývky, zatímco nádrž termometru je ponořena do půdy (sněhová pokrývka). Měření teploty půdního povrchu je velmi obtížné, protože nemůžeme teploměr zakrýt účinkem záření a kvůli rozdílu radiačních vlastností nádrže a půdy (sněhu).

V době pozorování se měří teplota půdy v hloubce oříškovitého uzlu zimních plodin a mezi časem pozorování se měří minimální a maximální teplota v půdní vrstvě v hloubce 2,5-3,5 cm od povrchu země (° C) pomocí speciálních maximálně-minimálních teploměrů.

Teplota půdy a půdy v hloubkách (půdní obzory) je teplota určená měřením teploměrů a dalších senzorů instalovaných v určitých hloubkách. Na meteorologických stanicích je teplota v půdě v hloubkách 5, 10, 15, 20 cm v ošetřovaných oblastech bez vegetace určována v teplé sezóně pomocí teploměrů TM-5 Savinov; v hloubkách 20, 40, 80, 120, 160, 240 a 320 cm - teploměry na zemní plynové výfukové plyny v přírodním krytí.

Půdní teplota má významný vliv na tvorbu tepelného režimu atmosféry. Údaje o teplotě půdy jsou nezbytné pro řešení mnoha aplikovaných problémů: používají se v zemědělství, ve stavebnictví, při provozu silnic a podzemních zásob a. atd.

Tepelný režim půdy je určen přítokem tepla a závisí na mineralogickém složení půdy, pórovitosti a vlhkosti, které určují její tepelnou kapacitu, tepelnou vodivost a také závisí na mikroreliéfe, expozici sklonu, vegetaci apod.

Hlavním zdrojem tepla, který vstupuje do půdy, je zářivá energie slunce, která je absorbována povrchovou vrstvou. Toto teplo se přenáší do podkladových vrstev a také se vynakládá na ohřev vzduchu a odpařování vody.

Půdní vrstva, v níž jsou zjišťována denní a roční fluktuace teploty v závislosti na přílivu slunečního záření, se nazývá aktivní nebo aktivní vrstva.

Vzory distribuce tepla v půdě

Denní a roční fluktuace teploty povrchu půdy v důsledku tepelné vodivosti se přenáší do jejích hlubších vrstev. Rozložení teplotních výkyvů do půdy (s homogenním složením půdy) nastává v souladu s následujícími Fourierovými zákony:

  • Doba oscilace se nemění s hloubkou, tj. jak na povrchu půdy, tak ve všech hloubkách je interval mezi dvěma po sobě následujícími minimy a maximálními teplotami 24 hodin denně a každoročně 12 měsíců.
  • Pokud se hloubka zvyšuje v aritmetické progresi, pak se amplituda snižuje exponenciálně, tj. s rostoucí hloubkou se amplituda rychle snižuje.

Půdní vrstva, jejíž teplota se během dne nezmění, se nazývá denní teplotní vrstva. Ve středních zeměpisných šířkách začíná tato vrstva v hloubce 70-100 cm. Hladina stálé roční teploty ve středních šířkách leží hlouběji než 15-20 m.

  • Maximální a minimální teploty v hloubkách se objevují později než na povrchu půdy. Toto zpoždění je přímo úměrné hloubce. Denní maxima a minima jsou zpožděny na každých 10 cm hloubce v průměru o 2,5-3,5 hodiny a každoročně na každý metr hloubky jsou zpožděny o 20-30 dní.

Podle teoretických výpočtů Fourier by hloubka, na kterou se projevuje roční změna teploty půdy, měla být zhruba 19krát větší než hloubka projevů denních výkyvů. Ve skutečnosti existují významné odchylky od teoretických výpočtů a v mnoha případech se hloubka pronikání ročních výkyvů jeví více než odhadovaná. Důvodem je rozdíl v hloubce a v čase v půdní vlhkosti, změna tepelné difuzivity půdy s hloubkou a dalšími příčinami.

V severních zeměpisných šířkách je hloubka průniku každoročního průběhu půdní teploty v průměru 25 m, ve středních šířkách 15-20 m, v jižních asi 10 m.

Tepelné isopláty

Materiály dlouhodobého pozorování teploty půdy v různých hloubkách lze graficky znázornit.

Obr. 3 - Teplota půdy Isopletu pro Petrohrad.

Na takovém grafu se vztahuje teplota, hloubka a čas půdy. Pro vykreslování jsou umístěny hloubky na svislé ose a čas (obvykle měsíce) na vodorovné ose. Průměrná měsíční teplota půdy v různých hloubkách je vynesena na grafu. Pak jsou body se stejnou teplotou spojeny hladkými čarami, které se nazývají tepelné isoplety.

Tepelné isoplety poskytují vizuální znázornění teploty aktivní vrstvy půdy v každé hloubce v každém měsíci. Takové grafy se používají například k určení hloubky průniku kritických teplot, které poškozují kořenový systém ovocných stromů. Tyto grafy se také používají ve veřejných službách, v průmyslových a silničních stavbách a při zlepšování.

Tloušťka zmrzlé vrstvy je nutně zohledněna při pokládce odtoků (potrubí nebo podzemních kanálů pro odvodnění podzemní vody) v regenerovaných oblastech.

V oblasti Leningradu jsou agrometeorologické stanice a stanoviště, kde jsou pozorovány teploty půdního povrchu, umístěny v Sosnovo, Tikhvinu, Volosově, Belogorce, Nikolayevsku, Lyubanu, Kolpino, Kipeni a Osmino.