Как определить температуру грунта в зависимости от глубины при расчетной температуре наружного воздуха -37°C

Когда наступает сильный мороз, важно знать, насколько глубоко достигает замерзание грунта. Это необходимо для строительства фундамента, размещения трубопроводов и других инфраструктурных объектов. В данной статье мы рассмотрим, как определить температуру грунта в зависимости от глубины при расчетной температуре наружного воздуха -37°C.

Определение температуры грунта в зависимости от глубины

Температура грунта в зависимости от глубины рассчитывается по следующей формуле:

Т = Т0 + (Т1 - Т0) * (1 - e^(-αz))

где:

Т - температура грунта на глубине z
Т0 - температура воздуха на поверхности грунта (в данном случае -37°C)
Т1 - средняя годовая температура грунта на глубине z
α - коэффициент теплопроводности грунта (зависит от состава и влажности грунта)

Чем глубже уходит труба или другой объект, тем выше температура грунта, так как на большой глубине грунт гораздо медленнее остывает из-за своих теплоизоляционных свойств.

Пример расчета температуры грунта

Для примера рассчитаем температуру грунта на глубине 2 метра при расчетной температуре наружного воздуха -37°C. Для упрощения расчетов будем считать, что коэффициент теплопроводности грунта α = 1 Вт/(м·К) и средняя годовая температура грунта на глубине 2 метра Т1 = +8°C.

Т = -37°C + (8°C - (-37°C)) * (1 - e^(-1*2 м))
Т = -37°C + (45°C) * (1 - e^(-2))
Т = -37°C + 45°C * (1 - 0.1353) ≈ -1°C

Таким образом, на глубине 2 метра температура грунта составит примерно -1°C.

Заключение

Расчет температуры грунта на определенной глубине при заданной температуре воздуха -37°C представляет собой некоторую сложность, однако, с помощью формулы, описанной в этой статье, можно с легкостью определить эту температуру и использовать ее для различных нужд. Важно понимать, что на большой глубине температура грунта значительно выше нежели на поверхности, что необходимо учитывать при размещении инфраструктурных объектов.