 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ГРУНТА НА ГРАНИЦЕ «ГРУНТ – ВЕРХНЕЕ ПЕРЕКРЫТИЕ СТАНЦИИ»
В результате серий экспериментов на численной модели станции, расчетная схема которой показана на рис. 3, рассчитаны температуры массива грунта вокруг станции метрополитена за время ее эксплуатации. Получены графики годового колебания температур грунта в т.№1 (рис. 3) на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» при устойчивом циклическом характере колебаний температур грунта (рис.6).
Рис. 6. Годовые колебания температур грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции»; h – глубина заложения станции, м.
По рис. 6 видно, что с увеличением глубины заложения станции, амплитуда колебаний температуры грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» значительно уменьшается. Для станций метрополитена с глубиной заложения 10 метров и более графики колебания температуры совпадают. Это означает, что температура грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» изменяется по одному и тому же закону, т.е. влияние сезонных колебаний температуры атмосферного воздуха на температуру грунта одинаково. В связи с тем фактом, что температура внутреннего воздуха и окружающего грунта станции на глубине заложения более 10 м не опускается ниже 190С, то подогрев внутреннего воздуха на станции в течение всего года не требуется. Температура внутреннего воздуха 190С на станциях метрополитена допускается по требованиям СНиП [20]. Для определения зависимостей амплитуды и фазы колебаний температуры грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции», входящих в уравнение (2), были проведены серии численных экспериментов. На основе анализа результатов этих экспериментов были построены графики зависимостей амплитуды, начальной фазы колебаний и свободного члена от глубины заложения станции (рис. 7 – 9). Путем аппроксимации графиков получены аналитические выражения исследуемых параметров. Амплитуда колебаний температуры грунта А, 0С соответствует следующей зависимости:
где h – глубина заложения станции, м.
Рис. 7. Зависимость амплитуды колебаний температуры грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» метрополитена от глубины заложения станции h, м.
Начальная фаза колебаний температуры грунта Р определяется следующей зависимостью:
Рис. 8. Зависимость начальной фазы колебаний температуры грунта на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» от глубины заложения станции h, м.
Свободный член В находится по зависимости от глубины заложения станции h:
Рис.9. Зависимость коэффициента В на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» от глубины заложения станции h, м.
На рис. 10 показаны графики изменения значений амплитуды колебаний температуры массива насыпного грунта (см. рис.3) между перекрытием станции и дневной поверхностью. Исследования проведены для станций с заложением от 2 до 20 м с шагом 1 м. Анализ графиков, рис. 10, показывает, что по мере удаления от дневной поверхности в глубь массива, амплитуды колебаний температуры насыпного грунта уменьшаются, а затем, при приближении к перекрытию станции – увеличиваются. Для станций на глубинах заложения 7 м и более, увеличение амплитуды колебаний температуры грунта от минимальных значений 0,04÷1,42 до 1,96÷2,14, соответствующие границе «грунт – верхнее перекрытие станции» (показаны пунктиром), происходит под влиянием температуры внутреннего воздуха станции на окружающий массив грунта.
Рис. 10. Зависимость амплитуды колебаний температуры на различном расстоянии от дневной поверхности в массиве насыпного грунта над станцией от глубины ее заложения, h, м.
Этот факт подтвержден исследованиями на численной модели станции, в которой температура внутреннего воздуха
Рис. 10. Изменение амплитуды колебаний температуры грунта между перекрытием станции и дневной поверхностью при постоянной температуре внутреннего воздуха станции 200С.
Способность массива грунта препятствовать изменению его температуры характеризуетсятепловой инерцией. В результате влияния тепловой инерции на процесс образования прогретой толщи грунта вокруг станции метрополитена изменяется начальная фаза колебаний функции (2). Исследования доказали, что с увеличением глубины начальные фазы колебаний температуры грунта уменьшаются до некоторого минимального значения. Затем они снова увеличиваются по мере приближения к границе «грунт – верхнее перекрытие станции». При этом, зависимость начальные фазы от глубины заложения P(h) на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» соответствует показанной на рис. 8. Изменение начальных фаз показывает, что колебания температур грунта на различной глубине достигают своих пиков в разное время и отстают от пиков колебаний температур дневной поверхности и внутреннего воздуха станции. При этом время отставания тем больше, чем больше глубина заложения самой станции h (рис. 11).
Рис. 11. Зависимости начальной фазы колебаний температуры на различном расстоянии от дневной поверхности в массиве насыпного грунта над станцией от глубины ее заложения, h, м.
Практически всегда в массиве грунта найдется такая область, на которую влияние температуры атмосферного воздуха и внутреннего воздуха станции одинаково. Одна из них (область а) показана на рис. 11 соответствующая станции метрополитена на глубине заложения h=20 м. В области а на глубинах 9÷14 м от дневной поверхности наблюдается наибольшее отставание пиков годовых колебаний температур грунта по отношению к пикам годовых колебаний температуры дневной поверхности и на границе «грунт – верхнее перекрытие станции». Согласно рис. 11 разность начальных фаз колебаний температур грунта и начальных фаз колебаний температур на границе «грунт – верхнее перекрытие станции» составляет почти 8 месяцев.Двойная нижняя вершина графика образуется под влиянием эффекта наложения температурных колебаний текущего и предыдущего года эксплуатации и подтверждает тот факт, что на глубине 11 м заканчивается влияние колебаний температур наружного воздуха. На рис. 12 представлены графики свободного коэффициента В,0С колебаний температуры грунта на различном расстоянии от дневной поверхности в массиве грунта над станцией.
Рис. 12. Зависимости изменений свободных коэффициентов В колебаний температур на различном расстоянии от дневной поверхности в массиве насыпного грунта над станцией от глубины ее заложения, h, м. Из анализа графиков на рис. 12 видно, что чем глубже станция, тем больше значение свободного коэффициента В. |
(3)
(4)
, при 
(5)
в течение всего года. Численные эксперименты на такой модели показали, что амплитуды колебаний температуры грунта, по мере заглубления станции, монотонно убывают, а при глубинах 11 м и более стремятся к нулю (рис. 10). Следовательно, при заложении станции на глубинах 11м и более, сезонные изменения температуры атмосферного воздуха не оказывают влияние на колебания температуры грунта, соприкасающегося со станцией.
