ю на поверхні цього шару, яка виникає в результаті відмінності і С грунту в талому і мерзлому станах. Зазвичай ця характеристика негативна. br/>
, tn - температура поверхні
В
- температурна сдвіжка
Розрахункова формула температурної зсування:
В
де К = 1 при
К = 2 при
В
. Зв'язок промерзання г.п. з радіаційно-тепловим балансом
За Будико зв'язок між температурою поверхні і ефективним випромінюванням визначається рівнянням
В
де Е - ефективне випромінювання поверхні
- постійна Стефана Больцмана = 2,08 * 10
Т-абсолютна температури підстильної поверхні, К
Тгр-абсолютна температура грунту, К
е - абсолютна вологість повітря-хмарність в частках одиниці
с - коефіцієнт зміни хмарності по широті. - коефіцієнт випромінювальної здатності
Нехтуючи хмарністю, виведемо формулу:
В
поглинена радіаціятеплообороти в грунтетурбулентний теплообмін - випаровування, конденсація.
Ці параметри повинні братися за певний період часу (тиждень, декада, місяць).
Кудрявцев вивів формулу середньорічної температури випромінюючої поверхні:
В
З цього рівняння випливає: якщо права частина менше або дорівнює 273 В° К, то можуть існувати багаторічномерзлі породи можуть існувати, якщо більше 273 В° К, то ні.
Фізико-хімічні та механічні процеси в замерзаючих, мерзлих і відтають грунтах
. Особливості складу мерзлих грунтів
) Наявність льоду.
Відмінною особливістю складу мерзлих порід є наявність в них льоду. Зміст і текстури форми льоду змінюється в широкому діапазоні залежно від складу, генезису, вологості гірських порід і термодинамічних умов. p> У природних умовах льодистість порід збільшується зі збільшенням дисперсності грунту. p> Освіта льоду відбувається при взаємодії води з породою. Взаємодія залежить від мінералогічного складу, питомої активності поверхні порід і мінералізації води. Чим дисперсні порода, тим складніше її процеси промерзання і відтавання, тому специфічні особливості гірської породи залежить від її дисперсності. p> Дисперсні мерзлі породи є складними багатокомпонентними і багатофазними системами, в яких виділяють фази:
. тверду, що складається з мінерального або органічного скелета і мінералів, які кристалізуються при негативних температурах.
. рідку, незамерзаючу при даній температурі і тиску водою і розчиненими в ній солями.
. газоподібну, пари води знаходяться в породах у вільному стані, абсорбуються на поверхні й розчиняються у воді.
Склад мінеральної частини вивчався древніми науками.
Лід - це всі тверді модифікації води незалежно від їх аморфного і кристалічного складу.
В«Тяжкі льодиВ» - утворюються при замерзанні важкої води Н2О18
Кристалогідрати:
х 2Н2ОО3 при температурі +20 C22, 4% розчин t -21,2 C
СаCL2 29,8% р-р t - 55 C
Вода в мерзлих породах є розчином електроліту, і перебувати у взаємодії із активними центрами молекулярних частинок, це є причиною існування замерзлої води в дисперсних грунтах. Кількість і склад незамерзаючих води визначає характер незамерзлих гірських порід, їх фізичні та хімічні властивості. При зміні термодинамічної стану незамерзлих порід кількість води в них змінюється. p> Виділяють категорії води в грунтах і грунтах (за Лебедєву):
породообразующие
гігроскопічна
плівкових
Гравітаційну (капілярна, підвішена, падаючу)
Тверду
Хімічно пов'язану
Також воду поділяють на:
Вільну
Зв'язану (не рухається під дією сили тяжіння)
Пов'язана вода ділиться на прочносвязанной і рихлопрівязанную.
Для мерзлих грунтів використовують поділ води за Вернадським (за агрегатним станам) на:
газоподібні (пари).
Рідку (розчини).
Тверду (льоди).
Достовалов, Андерсен і Лоу поряд з В«позитивноВ» пов'язаної водою виділяють В«негативноВ» зв'язану воду (розв'язану) - ця категорія води у якої зв'язку між молекулами води менш інтенсивні.
) Структура льоду і води.
У гірських породах вода є найбільшим динамічним компонентом, який визначає їх властивості. Структури льоду і води обумовлені будовою молекул води. br/>
квадрупольними модель молекули води
З цієї моделі в молекулі води ядра водню і кисню утворюють трикутник з двома протонами водню в основі і ядром кисню в вершині. У молекулі води 10 електронів, 2 рухаються поблизу ядра кисню, інші попарно по чотирьох витягнутих орбітах, осі цих орбіт спрямовані до вершин тетраедра. З протонами водню пов'язані 2 полюси позитивних зарядів, а електрони рухаються по двох інших орбітах, утворюючи відокремлені пари - полюси негативних зарядів. Встановлено що полюси електричних зарядів в кутах тетраедра відстоять від це...
