Содержание
Снег и лед как строительные материалы
Рассказываем, как не отморозить руки, работая с водой, и создать прочную скользкую поверхность
День ледовара лучше всего отмечать строительством снежной горки
Фото: Илья Бархатов
16 января профессиональный праздник отмечают ледовары — люди необычной профессии, они заливают лёд на катках и создают красивейшие городки в парках и на городских площадях с сумасшедшими горками. Один из таких специалистов — челябинка Любовь Новикова, на её счету сотни горок, спроектированных и построенных в парке Гагарина и на площади Революции. Мы решили разузнать у неё некоторые профессиональные секреты и для этого отправились вместе строить снежную горку, ведь впереди у южноуральцев ещё минимум два месяца зимней погоды и снежных забав.
Нам повезло — в понедельник Челябинск накрыл такой снегопад, что теперь можно построить горки в каждом дворе. Мы же решили помочь родителям малышей в одном из детсадов города. Вооружились ведрами, лейкой, снеговыми лопатами, резиновыми перчатками и взялись за работу.
Любовь Новикова за свою жизнь построила сотни самых крутых горок
Фото: Илья Бархатов
— Лучшая погода для строительства горки, когда за окном , — говорит специалист по ледовым городкам. — В и ниже снег будет очень быстро застывать, мы не сможем превратить его в нужную нам поверхность, а при слишком высокой температуре он, наоборот, застывать не будет. Что касается самого снега, хорошо, когда он свежевыпавший. Но для строительства подходит не любой снег, а тот, что выпал в тёплую зимнюю погоду, крупными хлопьями. Такой снег очень мягкий, как вата, он прекрасно впитывает в себя воду. Снег, больше похожий на крупу, воду не впитывает, лепить из него невозможно.
Лайфхак первый: как сохранить руки в тепле
На строительство даже небольшой горки уйдёт не меньше пары часов. Работать придётся при минусовой температуре с водой. Чтобы не отморозить руки, запасаемся плотными резиновыми перчатками.
— Резиновые перчатки мы надеваем на тёплые шерстяные. Они должны быть самого большого размера — L или XL, чтобы пальцы не сдавливало, иначе руки быстро замёрзнут, — подсказывает Любовь.
Без больших резиновых перчаток в этом деле не обойтись
Фото: Илья Бархатов
Лайфхак второй: создаём из снега штукатурную смесь
На нашей детской площадке родители уже собрали основу для горки — набросали снег, утоптали, дали отстояться и немного пролили её водой. Наша задача — довести этот полуфабрикат до совершенства.
Набросать снег, утоптать его и залить — недостаточно для хорошей горки
Фото: Илья Бархатов
— Сначала мы создаём из снега штукатурную смесь, как настоящие строители. Сделать это можно двумя способами, — говорит снежных дел мастер. — Свежий снег можно прямо на горке поливать из лейки, чтобы он хорошо намок, впитал в себя воду, после этого можно приступать к лепке. Второй способ — набираем снег в ведро и заливаем водой, пока он не превратится в липкую массу. Когда всё готово — начинаем творить.
Липкой снежной массы требуется очень много, как и воды. По словам специалиста, на среднюю горку обычно уходит 200-литровая бочка.
Для неё ещё потребуется очень много мокрой снежной массы.
Фото: Илья Бархатов
Лайфхак третий: создаём крутую горку с поворотом
Первое, с чего мы начали, — сформировали защитные бортики по всей поверхности горки с двух сторон, они будут защищать детей от случайного падения. Лепим их из мокрой снежной массы, напоминающей по консистенции глину.
— Мы делаем маленькую горку, высотой меньше метра, для неё достаточно невысоких бортиков по скату, около десяти сантиметров. Если горка полтора-два метра в высоту, борта должны быть выше, до 30 сантиметров. Наверху, там, где ребёнок стоит и садится на ледянку, борт тоже делаем более высоким, — советует специалист.
. труда и творчества
Фото: Илья Бархатов
Мы решили сделать не прямую горку, а с поворотом. Такая конструкция интереснее, а в нашей ситуации позволяет обойти препятствие — стенку для лазания, которая находится в нескольких метрах от ледяного спуска. Для этого в самом низу горки мы плавно закруглили один из бортов.
— Правый борт с поворотом нужно сделать более мощным и высоким, чтобы ребёнок на скорости не вылетел за него, — предупреждает Любовь. — Сам поворот должен быть аккуратным и плавным, без углов.
Кстати, необычные горки с поворотами — страсть нашего мастера, особенно та, что ещё пару лет назад собирала толпы ребятишек в парке Гагарина.
— Раньше мы и на площади Революции делали много необычных горок, а в прошлом году запретили горки с поворотами, теперь по нормам в парках и ледовых городках можно делать только прямые, — говорит мастер.
Мы тщательно разглаживаем бортики, избавляя их от острых льдинок. Делать это надо сразу, пока снежная масса не схватилась.
Каждую деталь горки нужно создавать и доводить до совершенства, словно скульптуру
Фото: Илья Бархатов
Лайфхак четвёртый: делаем самую скользкую поверхность
Когда борта завершены, приступаем к заливке ската. Но не надейтесь, что можно обойтись парой вёдер. Скат, как и борта, мы формируем из мокрого снега и хорошо разглаживаем.
— Толщина этого покрытия должна быть около пяти сантиметров, тогда оно прослужит всю зиму, — говорит специалист.
Делать длинным спуск мы не стали — места на детской площадке маловато.
— На льду ледянка будет катить, тормозить она начинает лишь на снежной поверхности — это важно учесть, — объясняет Любовь. — Если пространство позволяет, заливать можно и 10–20 метров от подножия горки, в парке Гагарина, например, ледяная поверхность самой длинной горки сейчас превышает 100 метров.
Поливать горку лучше не из ведра, а из лейки — будет ровнее
Фото: Илья Бархатов
Когда покрытие горки готово, наносим финишный слой, и здесь тоже есть свои секреты.
— Мы проливаем скат ледяной водой, её температура должна быть около . Приготовить её просто. Ведро с водой оставляем в сугробе минут на 20, а в воду добавляем немного снега. Когда на поверхности воды начнёт появляться тоненькая ледяная плёночка — вода готова, — делится мастер. — Такая вода не вытапливает в горке дырок и пор, а покрывает скат хорошей глазурью.
Поливать горку горячей водой Любовь не советует — она растопит и снег, и лёд.
— Есть старый советский способ, когда берут швабру с тряпкой, которую смачивают в горячей воде, и проводят этой тряпкой по поверхности льда. Так можно делать, горячая вода сгладит все шероховатости, и лёд будет ровным, но делать это можно лишь на готовой, хорошо пролитой водой горке.
Лайфхак пятый: от падений спасёт противоуклон
Ступени для горки делаем в самую последнюю очередь: формируем их лопатой, выкладываем снежной массой, делаем бортики и поливаем водой.
— На ступеньках обязательно делаем уклон немного внутрь, чтобы ребёнок не соскальзывал назад. Кроме того, снег, который будет скапливаться на ступеньках в будущем, будет давать дополнительный уклон назад.
Готовой горке нужно постоять 12 часов, чтобы лёд окончательно застыл, после этого можно тестировать!
Говорят, именно так выглядит горка, сделанная с любовью для любимых детей
Ледовые строительные площадки, дороги и переправы
Ледовые строительные площадки, дороги и переправы / Н.Н. Бычковский, Ю.А. Гурьянов; под общ. ред. Н.Н Бычковского. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. 260 с.
В книге приведены методы расчета ледяного покрова рек и водохранилищ с целью устройства временных строительных; площадок, подъездных нукай к ним и переправ. Дано теоретическое обоснование возможных упрощений расчетных схем при проектировании с применением методики расчета по предельным состояниям.
Значительное внимание уделено новым вопросам использования ледяного покрова и особенностям его работе; под временной подвижной нагрузкой.
Обобщен отечественный опыт проектирования временных ледовых переправ, возводимых через большие реки и водохранилища как при производстве различных строительных работ, так и для сезонной эксплуатации.
Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием в гидротехническом и транспортном строительстве.
Ил. 63, Табл. 21. Библиогр. 197 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
По мере дальнейшего развития гидротехнического и транспортного строительства в восточных и северных районах нашей страны, все большие объемы работ приходится выполнять в зимнее время, на льду и со льда рек и водохранилищ.
Примеры использования естественного ледяного покрова известны очень давно, но изучение работы ледяного покрова под нагрузкой и применение общих принципов строительной механики к расчету ледяного покрова началось сравнительно недавно и вызвано повышением веса передвигаемых по льду грузов.
Ледяные переправы через реки и водохранилища устраивают в условиях достаточно суровой зимы с устойчивыми отрицательными температурами воздуха. Ледяной покров должен обладать достаточной несущей способностью (грузоподъемностью), а глубина воды подо льдом на переправе в течение всего периода ее работы должна быть не менее 1 м при самом низком уровне воды и наибольшей толщине льда.
В нашей стране ледяные переправы применяются с 90-х годов XIX столетия и в силу благоприятных условий получили довольно широкое распространение. Длина переправ колебалась от сотен метров до десятков километров (оз. Байкал).
Границы территории, на которой возможно устройство ледяных переправ, помимо гидрометеорологических условий, зависят также и от веса подвижного состава, передвигающегося по льду: чем тяжелее нагрузка, тем толще должен быть лед. Если в прежние годы по ледяным переправам передавались преимущественно легкие двухосные вагоны и для этого достаточна была толщина льда на переправе 40-70 см, то в настоящее время переброска полногрузных четырехосных вагонов с тепловозной тягой требует уже ледяного покрова толщиной в естественных условиях порядка 90-100 см. Утяжеление подвижного состава вносит определенные ограничения в область применения ледяных переправ по сравнению с той, которая была определена для более легких нагрузок. В настоящее время существует альтернатива железнодорожным перевозкам — автомобили большой грузоподъемности.
Переправы по льду обычно устраивают с использованием несущей способности ледяного покрова и укладкой пути непосредственно на лед; иногда встречается еще другой тип переправ — свайно-ледяные, у которых нагрузка передается на дно реки через забитые сваи. Свайно-ледяные переправы — по существу деревянные мосты, у которых ледяной покров выполняет роль связи между сваями. Этот тип переправ сложен и дорог в постройке и эксплуатации и малопригоден для применения на широких и глубоких реках и водохранилищах.
Комплекс сооружений и устройств ледяной переправы обычно неразрывно связан с комплексом паромной переправы и включает следующие основные элементы: железнодорожные подходы с путевым развитием; путь на льду и у берегов; сигнализацию и связь; энергоснабжение; автомобильные дороги, здания, склады и др. Некоторые элементы могут быть общими для паромной и ледяной переправ, например энергоснабжение, некоторые здания, база топливо-смазочных материалов и т.п.
Место переправы выбирают так, чтобы вблизи пути на льду отсутствовали полыньи, выходы грунтовых вод и места сброса теплых сточных вод. При наличии полыньи трассу ледяной переправы располагают не ближе 100 м от границы полыньи. Границей полыньи принято считать то место, где толщина льда составляет 50% толщины естественного льда на переправе. Желательно, чтобы длина пути на льду была минимальной и путь не имел кривых.
В полевых условиях рекомендуется выяснить характер образования ледяного покрова (льды нарастания или льды нагромождения); места образования и кромки полыней в районе переправы и ход их замерзания во времени; ход изменения толщин льда путем регулярных замеров через 2 — 5 суток по створу ледяной переправы в естественных условиях под снегом и на опытных площадках размером 20×20 м, очищенных от снега; величину временного сопротивления на изгиб ледяного покрова, очищенного от снега, при различных температурах воздуха, с одновременным описанием и замером толщин различных слоев льда.
Рекомендуется собрать имеющиеся многолетние данные наблюдений за температурами воздуха, воды, толщинами льда и уровнями воды в реке. Используя годовые таблицы ежедневных срочных наблюдений за уровнями, можно по ним построить совмещенный по годам график зимнего хода уровня воды в отметках продольного профиля пути. Примерные объемы основных изыскательских работ по ледяным переправам приведены в приложении 4 [154].
Рассматривая зимний ход уровня воды и собранные данные о толщинах льда, можно установить ранние, средние и поздние сроки работы ледяной переправы. Начало работы переправы приурочивают к моменту, когда толщина естественного ледяного покрова под снегом достигает 90-100 см, а конец работы — к началу предвесеннего подъема уровня и появлению верховодки на льду. Наивысшая отметка уровня, наблюдавшаяся в начале работы ледяной переправы, является расчетным уровнем высокой воды (РУВВ), а наинизшая, наблюдавшаяся в конце работы переправы, — расчетным уровнем низкой воды (РУНВ). Разность отметок РУВВ и РУНВ даст амплитуду уровней Δ, которую предстоит обслуживать ледяной переправе.
Современное состояние методов расчета грузоподъемности ледяного покрова можно разделить на три основные группы:
а) методы, основанные на эмпирических формулах;
б) упрощенные методы расчета, основанные на принципе аналогии;
в) расчетные методы, основанные на положениях теорий упругости и пластичности.
В практических расчетах ледяного покрова наиболее широкое применение получил последний метод, основанный на теории центрального изгиба бесконечной упругой плиты на упругом основании. Выявление действительной схемы работы ледяного покрова под нагрузкой весьма сложно, так как приходится иметь дело с рядом непостоянных факторов, и кроме того оно усугубляется большой математической сложностью.
При малой толщине или плохом состоянии льда возникает необходимость его усиления. Известны три основных способа усиления льда: расчистка его от снега, намораживание и усиление настилом. Возможна также и комбинация этих способов.
Проблема увеличения грузоподъемности ледовых дорог и переправ может быть решена лучшим образом путем усиления основного ледяного покрова способом намораживания. В таких случаях получается плита переменной толщины, чаще всего со ступенчатым изменением ее толщины по участкам.
В связи с этим возникает проблема расчета плит переменной толщины, лежащих на упругом основании. Необходимо также разработать способы определения несущей способности таких конструкций и определить коэффициенты запаса прочности, которые они будут иметь в период эксплуатации.
Для всестороннего, полного исследования работы таких ледовых переправ потребовалось поставить и решить ряд статических и динамических задач изгиба ледяного покрова.
Как показал опыт проектирования, строительства и эксплуатации ледовых дорог и переправ, они, как временные транспортные сооружения, по экономическим и технологическим показателям имеют большие перспективы развития.
С этой целью произведены соответствующие исследования по следующим вопросам:
— обоснование возможности расширения диапазона применения ледовых дорог и переправ путем усовершенствования методов их расчета;
— исследование влияния граничных условий в прибрежной зоне рек и водохранилищ, а также изменения уровней воды в них, на несущую способность ледяного покрова;
— выявление влияния пластических деформаций льда при определении несущей способности ледяного покрова;
— изучение возможности увеличения несущей способности естественного ледяного покрова с помощью намораживания дополнительной полосы льда;
— исследование влияния масс вибрационных и движущихся нагрузок на ледяной покров и выявление опасных резонансных режимов эксплуатации ледовых переправ;
— изучение влияния волновых процессов, происходящих в воде, на колебания ледяного покрова при пропуске по нему подвижных нагрузок;
— определение импульсов сил, возникающих при проходе подвижных нагрузок через неровности проезжей части дороги, образующиеся в результате эксплуатации ледовых переправ, и исследования влияния этих динамических импульсов на поведение ледового покрова.
Исследования производились расчетно-теоретическими и экспериментальными методами.
Исследовано влияние граничных условий в прибрежной зоне и изменения уровней воды в реках и водохранилищах на грузоподъемность ледяного покрова [16]. Доказана возможность усиления естественного ледяного покрова способом намораживания дополнительного слоя льда снизу или сверху существующего ледяного слоя [12]. Разработана конструкция усиления ледяного покрова способом намораживания и предложены способы расчета такой конструкции при ее цилиндрическом и центральном изгибе от действия внешних нагрузок [ 16, 24]. Предложен способ расчета плит переменной толщины на упругом основании по предельным состояниям, основанный на теории малых упругопластических деформаций [20]. Как распространение этого способа на другие конструкции, разработан способ расчета пологих сферических и незамкнутых цилиндрических оболочек по предельному состоянию [21].
Получены расчетные значения разрушающих нагрузок для ледяного покрова с целью определения запасов прочности при проектировании ледовых дорог и переправ [20]. Разработан способ расчета балок и плит на упругом основании на вибрационную нагрузку с учетом массы действующего на них внешнего груза [14]. Предложен способ динамического расчета балок и плит на упругом основании на воздействие движущихся нагрузок с учетом их масс [22].
Решена задача динамического изгиба ледяного покрова от воздействия движущихся по нему нагрузок с учетом волнового процесса, происходящего в воде, являющейся упругим основанием. Исследовано взаимное влияние на ледяной покров нескольких движущихся с заданным интервалом произвольных нагрузок [ 12].
Определены значения импульсов сил, возникающих при проходе подвижных нагрузок через неровности ледовых дорог и переправ, и проведена качественная и количественная оценка влияния этих импульсов на ледяной покров [ 12, 18]. Экспериментально определены величины логарифмических декрементов затухания для льда как материала и воды как упругого основания.
Результаты исследований позволили обосновать возможность увеличения несущей способности (грузоподъемности) строительных площадок, ледовых дорог и переправ, используя способ намораживания дополнительной полосы льда снизу или сверху основного ледяного слоя.
На основании теоретических и экспериментальных исследований предложены рациональные способы конструирования ледовых дорог и переправ, представляющих собой ледяную плиту со ступенчатым изменением жесткости на отдельных участках.
Определены оптимальные параметры (соотношение толщин участков плиты, их ширина и др.), при которых достигается максимальное увеличение грузоподъемности ледяного покрова при минимальных экономических затратах средств на их сооружение.
Учет влияния пластических деформаций льда в настоящее время становится обязательной составной частью расчетов ответственных ледовых дорог и переправ.
Всестороннее исследование работы ледяного покрова под воздействием динамических нагрузок позволяет повысить эффективность использования и надежность эксплуатации ледовых дорог и переправ.
Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам за ценные замечания и пожелания, данные ими при подготовке книги к изданию.
инженер Ю.А. Гурьянов — часть 1;
к.т.н., доцент Н.Н. Бычковский — части 2 и 3.
ВВЕДЕНИЕ
При строительстве гидротехнических и транспортных сооружений большие объемы сложных и трудоемких работ, таких как возведение перемычек, перекрытие рек, сооружение мостовых опор и монтаж пролетных строений, прокладка трубопроводов и т.д., могут выполняться и в зимнее время, на льду рек и водохранилищ.
Особенно большое значение приобретает использование ледяного покрова для устройства ледовых строительных площадок, дорог и переправ в суровых климатических условиях, где продолжительность периода с отрицательными температурами составляет 200-250 дней в году. При использовании ледяного покрова для вышеуказанных целей возникает необходимость в определении его грузоподъемности при самых различных схемах загружения, разных граничных условиях и стадиях работы льда как материала.
Следовательно, изучение механических свойств льда имеет первостепенное значение для решения перечисленного ряда задач. Состояние изученности механических свойств ледяного покрова не всегда соответствует предъявляемым инженерной практикой требованиям. Как правило, опубликованные в литературе лабораторные определения механических характеристик льда не увязаны с полевыми исследованиями, из-за чего по ним не представляется возможным охарактеризовать механические свойства ледяного покрова.
Поэтому, при рассмотрении недостаточно изученных вопросов, связанных с определением физико-механических свойств ледяного покрова, авторами проводились экспериментальные исследования в естественных полевых условиях. Результаты этих исследований изложены в первой части книги.
Вопросам изучения физико-механических свойств льда, исследованию проблемы расчета ледяного покрова и увеличения его грузоподъемности посвящены работы Г.А. Авсюка, С.А. Арцыбашева, С.А. Бернштейна, Г.Р. Брегмана, И.П. Бутягина, Б.П. Вейнберга, К.Ф. Войтковского, С.С. Голушкевича, А.Д. Дмитриева, A.M. Елистратовой, Н.Н. Зубова, Б.Д. Карташкина, С.В. Изюмова, К.Н. Коржавина, М.М. Корунова, А.Н. Крылова, Б.Г. Коренева, Г.Л. Кузуба, В.В. Лаврова, П.И. Лебедева, Б.В. Проскурякова, Д.В. Панфилова, В.Н. Пинегана, И.С. Песчанского, Б.А. Савельева, Д.Е. Хейсина, А.Ф. Хренова, П.А. Шуйского, Г.Н. Яковлева и многих других.
Изучены и по необходимости использованы также наиболее интересные работы некоторых зарубежных авторов.
Необходимо отметить, что свойства льда по-разному проявляются на различных этапах работы ледяного покрова, то есть зависят от характера нагружения. Под нагрузкой ледяной покров претерпевает разные стадии деформации.
Нагрузки по характеру воздействия их на лед можно разделить на статические и динамические. По мнению Б.П. Вейнберга [26], такое рассмотрение носит условный характер, поскольку переход от одной группы нагрузок к другой происходит постепенно и, следовательно, в интервале действия статических и динамических нагрузок существует промежуточное состояние ледяного покрова.
В зависимости от характера воздействия нагрузок работа ледяного слоя может быть сведена к следующим случаям:
1. Ледяной покров изгибается под действием статически приложенных нагрузок.
2. Ледяной покров изгибается и подвергается колебаниям под действием движущихся нагрузок.
3. Ледяной покров испытывает колебания от действия на него вибрационных нагрузок.
4. Ледяной покров подвергается воздействию импульсивных нагрузок.
При эксплуатации ледовых дорог и переправ по ним возможен пропуск нагрузок в виде автомобилей, гусеничных машин, мотовозов, железнодорожных вагонов и других.
В зависимости от грузоподъемности ледяного покрова и веса движущейся по нему нагрузки, последняя может пропускаться по ледовой переправе в виде:
1) отдельных транспортных единиц по схеме одиночного груза;
2) транспортных колонн с определенным интервалом между движущимися единицами;
3) условной, равномерно распределенной вдоль направления движения нагрузки.
В работе [17] показано, что при расстоянии между отдельными грузами а ≥ 6/λ влияние соседних грузов друг на друга при изгибе ледяного покрова практически исключается. Здесь λ — характеристика ледяного слоя ( глава 3, п. 1).
При расстоянии 6/λ ≤ а ≤ 1/λ необходимо учитывать взаимодействие грузов при изгибе ледяного покрова [17].
И, наконец, при расстоянии а < 1/λ, внешнюю нагрузку можно считать условно равномерно распределенной, численно равной весу одиночного груза, деленного на интервал а.
При расчете ледяного покрова на действие неподвижных одиночных грузов расчетная схема принимается в виде плиты на упругом основании, загруженной сосредоточенной или равномерно распределенной по окружности нагрузкой.
Радиус этой окружности для двухосных автомобилей принимается равным половине расстояния между центрами диагонально расположенных колес передней и задней осей.
Радиус, окружности для трехосных автомобилей принимается равным половине расстояния между центрами диагонально расположенных колес двух задних осей. Такое допущение для трехосных автомобилей является оправданным, так как в груженом состоянии у них на задние оси приходится до 80% от всей нагрузки. В зависимости от толщины льда безразмерный радиус окружности α = r ·λ изменяется в пределах 0,1÷0,2.
В практике гидротехнического строительства нагрузки на лед могут передаваться по площадкам разных форм и размеров, обычно заменяемым правильными равновеликими фигурами (круг, квадрат и т.д.). Влияние характера распределения нагрузки на несущую способность льда достаточно подробно исследовано Д.Ф. Панфиловым в работе [115].
Некоторые авторы [17], [41] и другие считают, что при проведении подобных расчетов ледяной покров можно рассматривать как упругую пластинку, опирающуюся на упругое основание, изгиб которой описывается известным уравнением ( 3.3) или ( 3.14) ( глава 3, п. 3.1).
Как известно, дифференциальное уравнение ( 3.14) основано на гипотезе недеформированных нормалей, которая равносильна предположению об отсутствии сдвигов в вертикальной плоскости. Некоторые же авторы, например Н.Н. Зубов [55], считали, что в силу специфической структуры льда в деформации плавающего ледяного слоя большое, а может быть, преимущественное значение имеет сдвиг его элементов в направлении действия силы. Кроме того, возможность использования уравнения ( 3.14) для описания деформационного состояния ледяного слоя нередко ставится под сомнение в связи с анизотропией льда.
С теоретической точки зрения указанные возражения не лишены определенных оснований.
Поэтому, с целью оценки влияния указанных факторов, Д.Ф. Панфиловым [114] рассматривалась задача об изгибе ледяного слоя под действием кратковременной статической нагрузки с учетом поперечных деформаций сдвига и анизотропии льда. Из этой работы можно сделать вывод, что роль поперечных сдвигов в деформации ледяного слоя пренебрежимо мала.
Б.А. Савельевым [139] приведен расчет ледяного слоя толщиной H =1,0 м, загруженного весом P =24 тс, распределенного по кругу r =1,4 м. Сопоставляя нормальные и касательные напряжения, возникающие в ледяном покрове, Б.А. Савельев показывает, что нормальное напряжение в 940 раз превосходит касательное. Вопрос о практическом влиянии анизотропии льда на расчет ледяного покрова рассматривался также А.Е. Якуниным [185].
Для уточнения работы ледяного покрова под нагрузкой, Новосибирским филиалом ЦНИИСа зимой 1964-1965 гг. [31] были проведены испытания ледяного покрова на действие кратковременной нагрузки. Лед намораживался в открытом бассейне диаметром 12 м, толщиной от 3 до 10 см. Испытания проводились по схеме загружения одиночным грузом.
В процессе экспериментов замерялись толщина льда, прогибы, разрушающие нагрузки и температура наружного воздуха. Одновременно вырезались образцы льда и определялись механические свойства ледяного покрова в бассейне.
Сравнение экспериментальных данных с расчетными показало, что несущая способность ледяного покрова, определенная по формулам изотропной пластинки на упругом основании, несколько ниже, чем полученная экспериментальным путем.
И, наконец, можно отметить работы Н.Н. Бычковского [17], [12] 1969, 1976 гг., в которых достаточно подробно подтверждается возможность расчета ледяного покрова как плиты на упругом основании, а имеющиеся в этих работах многочисленные опытные данные показывают вполне удовлетворительное совпадение экспериментальных и теоретических результато в.
Часть пер в ая
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛЕДЯНОГО ПОКР О ВА
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Л Ь ДА
1.1. Структура ледяного покр ова
Лед имеет кристаллическое строение. Кристаллы льда оптически одноосные, принадлежат к гексагональной сингонии [27]. Внешняя форма кристаллов разнообразна и зависит от условий их образования и роста. Однако можно выделить три основных вида кристаллов льда: пластинчатый, столбчатый и иглообразный. Размеры кристаллов весьма разнообразны (от долей миллиметра до одного метра и более), они непрерывно изменяются в результате процессов рекристаллизации, заключающихся в росте одних кристаллов за счет других. Кристаллы льда характеризуются резко выраженной анизотропностью механических свойств в зависимости от направления действия усилия относительно базисной плоскости (плоскость, перпендикулярная к оптической оси кристалла).
Атомы в пространственной решетке льда располагаются таким образом, что нарушение в базисной плоскости вызывает разрыв только двух атомных связей на одну элементарную ячейку, в то время как нарушение по любой другой плоскости, перпендикулярной к базисной, требует разрыва по меньшей мере четырех связей на одну ячейку [27]. Поэтому структуру кристалла льда можно представить как совокупность многочисленных, очень тонких, прочных, но гибких пластинок. Промежутки между элементарными пластинками — плоскостями наиболее густого расположения атомов — являются плоскостями ослабления, по которым может происходить относительное скольжение пластинок.
Ввиду анизотропии свойств льда необходимо учитывать его строение и направление оптических осей кристаллов.
В природе встречаются различные виды льда, отличающиеся друг от друга по своей структуре и по другим свойствам. Большей частью приходится иметь дело с поликристаллическим льдом, который состоит из беспорядочно ориентированных кристаллов, спаянных между собой (зернистый лед), или сросшихся отдельных кристаллов, направление осей которых приблизительно параллельное.
Структура льда зависит от способа его образования. Различают следующие основные виды структуры льда:
• сплошная кристаллическая структура, образуется при спокойном замерзании воды;
• игольчатая структура, часто с наличием пузырьков воздуха, образуется в месте соприкасания воды и льда;
• слоистая структура, образуется при периодических замерзаниях отдельных слоев воды или при уплотнении отдельных мокрых слоев снега;
• фирновая (зернистая) образуется при смерзании снега;
• мелкоагрегатная неправильная структура образуется при переменном замерзании с перемешиванием (наблюдается в верхнем слое больших водоемов);
• рыхло-чешуйчатая структура, наблюдается в свежевыпавшем снежном покрове, а также при замерзании воды, конденсирующейся из пара.
В настоящее время имеется более полная и совершенная генетическая классификация льдов, разработанная П.А. Шумским [179], в которой учтены все виды пресных льдов и дано подробное описание условий их образования и залегания, структуры, ориентировки кристаллов, характера включений воздуха, но для инженерной практики вполне достаточна приведенная выше классификация [27].
По характеру образования Н.Н. Зубов различает льды нарастания и льды нагромождения. Первые образуются на реках с медленным течением в безветренную погоду; поверхность реки почти покрывается тонкой прозрачной коркой льда; вторые образуются на реках с быстрым течением; вода переохлаждается на всю глубину потока, в русле скапливается большое количество шуги, внутриводного льда и мелких битых льдин; в излучинах или узких местах русло постепенно забивается этими образованиями и возникает затор, уровень воды поднимается, скорость течения падает и река замерзает с образованием торосов. Начальная толщина льда в этих условиях составляет около 10-20 см.
Нарастание толщины прозрачного ледяного покрова при отсутствии снегопада идет снизу. При снегопаде ледяной покров перегружается, и вода по трещинам выступает на поверхность льда. Под снегом вода долго не замерзает, образуя впоследствии мутный лед, насыщенный пузырьками воздуха.
Во льду обычно встречается некоторое количество примесей — включений воздуха или газов и солей. Газообразные включения во льду получаются или непосредственно из атмосферы, или из замерзающей воды (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Воздушные включения в озерном ледяном покрове
Воздушные включения во льду бывают в виде мелких сферических полостей или удлиненных замкнутых ячеек, встречаются также открытые поры и трещины.
При спокойном замерзании воды в самых верхних слоях ледяного покрова преобладают кристаллы с оптическими осями, направленными параллельно поверхности замерзания, а ниже — кристаллы с вертикальными осями. По данным Б.А. Савельева [138], в озерном ледяном покрове кристаллы с оптическими осями, параллельными поверхности замерзании, встречаются примерно до глубины 18 см, а ниже все кристаллы имеют оптические оси, перпендикулярные к плоскости замерзания. По мере удаления от поверхности часть кристаллов выклинивается, а поперечный размер оставшихся кристаллов увеличивается.
При замерзании воды с перемешиванием оси кристаллов льда располагаются хаотически, поэтому ледяной покров рек в целом можно считать изотропным.
Самый верхний слой льда из слежавшегося снега (снеговой лед) имеет зернистую ноздреватую структуру.
Структура льда представляет одну из основных его характеристик, однако зависимость прочности льда от его структуры не имеет пока точного количественного выражения. Самым прочным является нижний слой прозрачного льда. Расположенный выше мутный лед по прочности уступает прозрачному примерно в 1,5-2 раза. Снеговой лед ввиду его малой прочности обычно во внимание не принимае тся.
1.2. Основные закономерности деформирования льда
В случае приложения ко льду какой-либо силы он начинает деформироваться, при этом в зависимости от различных факторов он ведет себя как упругое, пластическое или хрупкое тело, т.е. деформируется упруго, пластически или хрупко разрушается.
Одним из основных характерных свойств льда по сравнению с другими кристаллическими телами являются его отчетливо выраженные пластические свойства. Под воздействием нагрузки лед может изменить свою форму без изменения объема, как бы течь. Поэтому пластические деформации льда иногда сравнивают с течением очень вязкой жидкости.
Область проявления чисто упругих свойств настолько мала, что ее практически не удается выделить. Обычно при любой величине напряжения наряду с упругими деформациями наблюдаются пластические деформации. Упругие деформации происходят в момент приложения нагрузки, а непосредственно за упругими начинаются пластические деформации.
Общая деформация обычно состоит из двух частей: упругой, т.е. обратимой деформации, и пластической — остаточной. По данным К.Ф. Войтковского [27], уже в течение первых пяти минут действия силы величины пластической деформации льда превышают упругую деформацию.
Механические свойства льда, т.е. способность льда сопротивляться воздействию внешних сил, значительно изменяются в зависимости от температуры. Чем ближе температура льда к точке его плавления, тем сильнее проявляются его пластические свойства и уменьшается прочность.
Для льда с ориентированным направлением кристаллов при сжатии в направлении, перпендикулярном к направлению оптических осей кристаллов, скорость деформации несколько больше, а предел прочности — меньше, чем при сжатии в направлении осей кристаллов.
Если напряжение в изгибаемом образце льда превысит некоторый предел, то вслед за стадией установившейся скорости деформации наступает стадия ускоряющейся деформации, заканчивающаяся разрушением образца.
Хрупкое разрушение льда наблюдается при увеличении напряжения в нем до некоторого предела — предела прочности, и в ряде случаев при действии динамических нагрузок. При определении деформации ледяного покрова последний можно рассматривать как пластинку бесконечных размеров. Такое допущение можно сделать и для речного льда, если длина распределения круговой волны изгиба льда под нагрузкой мала по сравнению с шириной реки. Подобное допущение вполне реально и, кроме того, оно позволяет пренебречь влияниями краевых, условий, предполагал, что действующие на значительном расстоянии от нагрузки внутренние усилия стремятся к нулю.
При выводе дифференциального уравнения изогнутой поверхности сойкой упругой плиты предполагается, что материал ее изотропен. Ледяной покров не является изотропным материалом и применение к нему подобного решения будет оправдано только в том случае, если требуемые для расчета физико-механические характеристики будут даны в виде среднеинтегральных значений для ледяного покрова в целом. Другими словами, для упрощения задачи мы будем иметь дело с абстрагированным изотропным ледяным покровом, основные свойства которого соответствуют среднеинтегральным значениям характеристик действительного ледяного покрова.
Всякое изменение напряженного состояния льда сопровождается переходом некоторого количества воды из одного агрегатного состояния в другое на границе раздела воды и льда.
Пренебрегаем влиянием перемещения нижней границы, обусловленного фазовым переходом льда в воду под действием нагрузки на несущую способность ледяного покрова.
Принимаем, что физико-механические свойства ледяного покрова однородны в горизонтальных направле ниях.
1.3. Упругие характеристики ледяного покрова, модуль упругости и модуль сдвиг а льда
В естественных условиях поведение ледяного покрова, лежащего на упругом жидком основании при действии кратковременной нагрузки, приближается к упругому. С.А. Бернштейн [8] на основании своих наблюдений за поведением ледяного покрова под воздействием движущейся нагрузки считает вполне допустимым в этих условиях характеризовать ледяной покров как мнимоупругое тело. Присоединяясь к мнению С.А. Бернштейна, С.С. Голушкевич [41] вводит понятие «фиктивной» упругости, возникающей благодаря возвратной реакции поверхности воды.
Несомненно, что в ледяном покрове под воздействием нагрузки происходят процессы локального характера, на которые указывал Б.П. Вейнберг [26], но наличие идеально упругой подстилающей поверхности приводит к почти полному аннулированию остаточной деформации.
Учитывая высказанные соображения, следует отметить весьма важную особенность в работе ледяного покрова: при кратковременном действии нагрузки, не превышающем величины его грузоподъемности из расчета в упругой стадии, ледяной покров ведет себя как упругое тело и к нему применимы классические дифференциальные уравнения теории упругости.
Решение последних возможно только в том случае, если известны следующие упругие характеристики ледяного покрова: модуль упругости и коэффициент Пуассона. Кроме того, необходимы сведения об изменении упругих характеристик в ледяном покрове по слоям и во времени.
Модуль упругости характеризует сопротивляемость льда упругой деформации при растяжении или сжатии. При одностороннем сжатии и растяжении зависимость между относительной деформацией и нормальными напряжениями для льда можно выразить законом Гука.
где ε — относительная деформация сжатия или растяжения;
σ — величина нормального напряжения;
Е — модуль упругости, являющийся коэффициентом пропорциональности, связывающим нормальное напряжение и относительную деформацию.
Для определения модуля упругости применяются два метода: статический и динамический. Сущность статического метода заключается в измерении величины деформации после приложения нагрузки при испытании образцов льда на сжатие, растяжение или изгиб. Динамический метод основан на вычислении модуля упругости по данным замеров скорости распространения по льду упругих колебаний.
Многочисленными исследователями произведено большое количество опытов по определению модуля упругости льда. Анализ полученных данных (приложение 1 [12]) приводит к следующему выводу: величина модуля упругости определяется в основном размером нагрузки (напряжением), уменьшаясь по мере увеличения последней. Разница же в структуре льда и направлении осей кристаллов относительно действия сил не вызывает существенного различия полученных значений модуля упругости.
В теории упругости считается, что деформации происходят в момент приложения нагрузки и полностью исчезают при ее удалении. У льда же сильно проявляется явление упругого последействия и обратимые деформации проявляются не сразу после приложения нагрузки, а нарастают в течение некоторого времени. Соответственно, при удалении нагрузки эта часть деформаций исчезает также не сразу. Поэтому величины упругих (обратимых) деформаций льда зависят в отличие от деформаций чисто упругих тел, от времени, в течение которого приложена нагрузка. Соответственно будет зависеть от времени и модуль, характеризующий зависимость величины деформации от нагрузки.
1.3.1. Опытное определение, модуля упругости озерного льда в полевых условиях
Для определения модуля упругости льда, авторами в период 17-18 января 1970 г. проводились опыты, в которых применялся статический метод исследования. В ледяном слое на озере были выпилены четыре консольные балки (рис. 1.2), размеры и основные характеристики которых приведены в табл. 1.1.
Рис. 1.2 Ледяные консоли, подготовленные к эксперименту для определения модуля упругости льда
Рядом исследователей [27], [138], в том числе и С.К. Уховым [162], модуль упругости определялся на основе экспериментальных данных по начальному прогибу ледяных баночек, загруженных испытательной па-грузкой.
В наших опытах была поставлена цель исследовать закономерность изменения значения модуля упругости льда в зависимости от величины внешней нагрузки и продолжительности ее действия.
Геометрические характеристики ледяных консольных балок
Дата проведения опыта
Температура воздуха, °С
Размеры ледяных консольных балок, см
Момент сопротивления сечения, см 3
Максимальное напряжение при изгибе σ, кгс/см 2 в зависимости от величины нагрузки Р, кгс
Плотность снега и запас воды в снежном покрове
Удельный вес снега в зависимости от его характеристик
Даже свежевыпавший снег различается по характеристикам. Он бывает сухим или мокрым, в виде пушистых хлопьев или мелкой крупы. Сухой свежевыпавший снег, не уплотненный собственной массой, практически невесом. Со временем снежная масса уплотняется. Сугробы, образованные ветровыми переметами, тоже гораздо плотнее, чем недавно выпавший снег.
Мокрый снег гораздо тяжелее сухого. Вода вытесняет содержащийся между кристаллами льда воздух, что приводит к увеличению плотности. Причины увлажнения снега:
- снег сразу выпадает мокрым, в таком виде он быстрее уплотняется под действием силы собственной тяжести;
- дождь;
- подтаивание от внешнего тепла.
К концу зимы снежная масса настолько уплотняется от времени и оттепелей, что мелкие кристаллы льда слипаются в крупные гранулы. Такая субстанция называется фирн. Плотность мокрого фирна приближается к характеристикам льда.
Плотность снега с разными характеристиками в килограммах на м 3 :
- Свежевыпавший пушистый сухой – от 30 до 60.
- Свежевыпавший мокрый – от 60 до 150.
- Свежевыпавший осевший – от 200 до 300.
- Ветровой перенос – от 200 до 300.
- Сухой осевший, выпавший более месяца назад – от 300 до 500.
- Сухой фирн – от 500 до 600.
- Мокрый старый фирн – от 600 до 800.
- Очень увлажненный снег и глетчерный лед – до 960.
Среднюю плотность снега принимают за 300 кг/м 3 , так как в сугробе присутствует и плотный слежавшийся снег, и выпавший недавно.
Расчет удельного веса
Понятие удельного веса сложнее, чем плотность. Удельный вес – это произведение плотности вещества на ускорение свободного падения. Последний показатель несколько отличается в разных частях планеты, но в большинстве расчетов применяют среднее значение 9,81 м/с 2 . Результат измеряют в ньютонах на кубометр или в килограмм-силе на кубометр (Н/м 3 , кгс/м 3 ).
Общая формула расчета удельного веса: y=m*g/v, где y – удельный вес, m – масса, g – ускорение свободного падения, v – объем.
В быту и расчетах, где не обязательна высокая точность, вместо удельного веса достаточно применять плотность. Ее вычисляют по формуле p=m/v.
Иногда применяют относительную плотность. Она указывает на то, во сколько раз нужное вещество тяжелее воды. Относительная плотность снега меньше единицы, так как даже самый плотный снег и лед легче, чем вода.
Объемный вес щебня 5-20
Объемный вес щебня — это величина отношения его веса в сухом состоянии к занимаемому объему. При определении объема следует учитывать пустоты, которые образуются между отдельными частицами щебня. Дело это весьма хлопотное, поэтому для определения объемного веса обычно используются данные, размещаемые в нормативных документах. Определить сколько кг в 1 куб. щебня 5-20, помогут приведенные ниже средние значения для разных видов щебня:
- гранитный щебень —1430;
- гравийный щебень — 1400;
- известняковый щебень — 1250.
Для того, чтобы выяснить — сколько в тонне кубов щебня 5-20, надо поделить величину значения объемного веса этого вида щебня, измеренную в кг в м3, на 1000.
Нормативная и расчетная снеговая нагрузка
При проектировании крыш зданий инженеры рассчитывают снеговую нагрузку. Нормативная нагрузка подразумевает расчет балок, выдерживающих массу снега без деформации. Расчетная нагрузка учитывает возможные отклонения от нормы.
Результат расчетной нагрузки получают, умножив норматив на коэффициент 1,4. При вычислении нормативной снеговой нагрузки применяют данные снеговых карт, в которых для каждой местности подсчитана масса снежного покрова на квадратный метр.
Иногда территориальные строительные нормы не совпадают с рекомендациями снеговой карты для конкретного района. В таком случае для расчета нагрузок лучше выбрать больший вариант. Важно учитывать углы наклона скатов, направление господствующих ветров, потенциальные участки скопления снега в крышах сложной конфигурации.
Сколько весит куб снега в тоннах
Фигурная резка пенопласта. Станки для резки пенопласта.
По закону Архимеда тело, опущенное в воду, теряет в весе. Назовем потерю в весе насколько вес уменьшился — g2. При этом эксперименте форма тела не имеет значения, А вес тела должен быть значительным, чтобы можно было пренебречь весом нити, на которой оно подвешено. Плотность Снега сухого, сколько весит куб м3 , удельный вес Снега сухого.
СИП панели. Сэндвич панели.
Заточной станок для ленточных пил. Существует несколько методов определения удельного веса веществ: взвешивания, пикнометра, ареометра и другие, в основном метод определяется агрегатным состоянием исследуемого вещества, его давления, температуры и прочих условий эксперимента.
Удельный вес Снега сухого. Сотовые операторы телефонов Плотность, сколько весит куб м3 или удельный вес материалов Плотность газа, сколько весит куб м3 , литр или удельный вес газа.
Удельный объем газа ГОСТ скачать бесплатно. Снеговые нагрузки на покрытия зданий в условиях Севера на примере Якутии. Отличная, практически исчерпывающая, книга по вопросам нормирования снеговых нагрузок. Жаль, маленький тираж — экз.
А мне инженер и говорит Изображения 6k4y73Ya Сообщение от nikolaev. Последний раз редактировалось Sokrat, Sokrat Посмотреть профиль Найти ещё сообщения от Sokrat. Форум DWG.
Плотность снега кг м3
Обратная связь — Вверх. Просмотров: Найти ещё сообщения от nikolaev.
Цитата: Сообщение от nikolaev Вопрос — а сколько реально весят эти 60 см выпавшего снега? Найти ещё сообщения от alle.
Перейти к новому. Слышал по TV, в этом году в Москве выпало 60см снега, что, якобы, в полтора раза выше средней нормы. И это способствовало обрушению Бауманского рынка. Вопрос — а сколько реально весят эти 60 см выпавшего снега?
От средней нормы до расчетной есть еще зазорчик. Найти ещё сообщения от AIK. Найти ещё сообщения от Aragorn. Нагрузка на каждый квадратный метр крыши была до кг. В то же время, по заявлению архитектора Канчели, крыша Басманного рынка могла выдержать слой мокрого снега толщиной до 1,4 метра — почти в четыре раза больше, чем в момент трагедии.
Как пользоваться
По другому заявлению автора проекта, тросы могли выдержать нагрузку до килограммов на квадратный метр при тогдашней норме Мы окончательно запутались в подсчетах и просим помочь специалистов. Звоните телефоны на последней полосе газеты и пишите sin kp. Найти ещё сообщения от Om Найти ещё сообщения от Серёга — Bilder.
При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала. Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли. Расчет начинается с определения геометрии крыши, для того, чтобы получить размеры для определения площадей и углы наклона скатов с целью узнать параметры схода снега с крыши. Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть.
Удельный вес снега на м2 и 1м3 (куба), сколько весит
Снег приятная радость для многих, а порой для них же огромное бедствие, особенно когда его много. В определение веса важно понимать по его расчетам в первую очередь для строителей, да бы не обрушивались кровли.
Масса удельного веса снега на 1м³ в зависимости от характеристики
В некоторых странах снег является отличным строительным материалам, например при возведение Иглу у эскимосов, а на праздники для строительства оригинальных скульптур.
Формирование снега как природного явления
Снег – природное явление, образующееся из-за кристаллизации маленьких капелек воды в атмосфере и впадающее на землю в виде осадков. Формирование снега осуществляется в атмосфере, когда микроскопические частички воды начинают группироваться вокруг таких же размеров частичек пыли и кристаллизироваться. Изначально размер образующихся ледяных кристаллов не превышает 0,1 мм. Но в процессе падения к земной поверхности, в зависимости от температуры внешней среды, они начинают «обрастать» другими водяными замерзшими кристаллами и пропорционально увеличиваться.
Узорная форма снежинок образуется из-за определённой структуры молекул воды. Обычно это шестиконечные узорчатые фигуры, с возможным углом между гранями либо 60, либо 120 градусов. При этом основной «центральный» кристалл образует форму шестиугольника с правильными гранями. А присоединившиеся в процессе падения кристаллические лучи могут придавать снежинке самой разнообразной формы. Учитывая, что в процессе падения снежинки подвергаются воздействию ветра, перепадов температур, могут повторно наращивать количество кристаллов, в конечном итоге они набирают не только плоской, но и объемной формы. С виду это может показаться нагромождением замерзших капелек воды, но если присмотреться внимательно, то в изначальной структуре все такие присоединения будут иметь правильные углы.
Как правило, цвет снега белый. Это связано с наличием в его внутренней структуре воздуха. Фактически снег на 95% состоит из воздуха. Именно это и обусловливает «легкость» снежинок, а также плавное приземление на твердые поверхности. В дальнейшем, когда свет проходит через кристаллизованную воду с учетом воздушных прослоек и начинает рассеиваться, снежинка приобретает видимый белый цвет. Но это классический вариант. Если же в атмосфере будут находиться другие элементы, в том числе и крошечные частички пыли, гари, загрязненного производственными выбросами воздушными смесями – снег может приобретать и другие оттенки.
Обычно снежинки имеют размеры, не превышающие 5 мм в диаметре. Но в истории известны случаи образования снежинок «гигантов», когда размеры каждого «экземпляра достигали в диаметре до 30 см. В то же время, учитывая множество факторов, влияющий на процесс формирования этих природных творений, считается, что найти две одинаковые снежинки просто невозможно. И даже если визуально вам кажется, что они полностью похожи, присмотревшись к ним под микроскопом вы поймете, что это далеко не так. Вариаций их возможных форм сегодня неограниченное количество.
Сколько весит 1 куб снега – зависимости от зависимостей
- От температуры окружающей среды
- От времени с момента осадков
- От дополнительных осадков в виде дождя
- От плотности слеживания
Отличной вам погоды в доме!
Источник
Удельный вес снега, вес и плотность таблица куба снега
Снег представляет собой одну из форм осадков атмосферы, выпадающею на земную поверхность и состоит из мелких кристалликов льда. Это погодное явление является обязательным атрибутом каждого зимнего периода в наших климатических поясах.
Образуется снег при процессе притягивания капель воды микроскопического типа к пылевым частицам, которые в дальнейшем замерзают. Образуются кристаллики льда (не более 0.1 мм диаметром), которые падают вниз.
Чем же примечательно данное явление к строительству? Кроме того, что снег используется как строительный материал для возведения Иглу, жилища эскимосов, он выступает как важный фактор для строительства.
Например, на строительных площадках при кровельных работах малых объектов необходимо учитывать снег, как внешнее явление представляющее угрозу для крыши. Для этих работ важно рассчитать необходимую нагрузку, чтобы покрытие крыши послужило как можно дольше.
Таблица удельного веса снега
Так как, снег является сложным веществом, рассчитать такой параметр, как удельный вес снега самостоятельно в полевых условиях не представляется возможным. Эти вычисления проводятся с помощью специальных приборов или в лаборатории. Однако, при этом, его средний удельный вес известен и равен значениям в таблице, которая поможет облегчить процесс подсчетов таких параметров, как вес сухого снега и вес мокрого снега.
Характеристика снега | Удельный вес (г/см³) | Вес 1 м³ (кг) |
Сухой снег | 0.125 | 125 |
Свежевыпавший пушистый сухой | от 0,030 до 0,060 | от 30 до 60 |
Мокрый снег | до 0.95 | до 950 |
Мокрый свежевыпавший | от 0,060 до 0,150 | от 60 до 150 |
Свежевыпавший осевший | от 0,2 до 0,3 | от 200 до 300 |
Ветрового (метелевого) перенос | от 0,2 до 0,3 | от 200 до 300 |
Сухого осевшего старого | от 0,3 до 0,5 | от 300 до 500 |
Сухого фирна (плотный снег) | от 0,5 до 0,6 | от 500 до 600 |
Мокрого фирна | от 0,4 до 0,8 | от 400 до 800 |
Мокрого старого | от 0,6 до 0,8 | от 600 до 800 |
Глетчерного льда | от 0,8 до 0,96 | от 800 до 960 |
Лежачий снег более 30 суток | 340-420 |
Удельный вес и вес 1 м3 снега в зависимости от единиц измерения
Материал | Удельный вес (г/см3) | Вес 1 м3 (кг) |
Сухой снег | 0.125 | 125 |
Мокрый снег | до 0.95 | до 950 |
Свежевыпавший пушистый сухой | от 0,030 до 0,060 | от 30 до 60 |
Мокрый свежевыпавший | от 0,060 до 0,150 | от 60 до 150 |
Свежевыпавший осевший | от 0,2 до 0,3 | от 200 до 300 |
Ветрового (метелевого) переноса | от 0,2 до 0,3 | от 200 до 300 |
Сухого осевшего старого | от 0,3 до 0,5 | от 300 до 500 |
Сухого фирна | от 0,5 до 0,6 | от 500 до 600 |
Мокрого старого | от 0,6 до 0,8 | от 600 до 800 |
Мокрого фирна | от 0,4 до 0,8 | от 400 до 800 |
Глетчерного льда | от 0,8 до 0,96 | от 800 до 960 |
Песок и щебень в МО — самые низкие цены здесь!
Объемная масса пгс, песка, щебня
Дорогие строители и посетители сайта, мы собрали различные ГОСТ характеристики по щебню:
Как можно определить насыпную плотность?
Существует два способа.
Первый способ предлагает воспользоваться условными коэффициентами перевода, которые указаны ниже. Но в этом случае вы должны понимать, что таким образом результат будет примерным (погрешность 0.1-5%). Второй способ — это провести замеры с помощью какого-нибудь сосуда, например ведра! Именно такой результат принесёт вам более истинный результат. Насыпать сыпучий материал совком в мерный цилиндр, например ведро вместимостью 10 литров, с высоты 10 см, до того момента пока сосуд не заполнится «с горочкой». Эту «горочку» срезают вровень с краем мерного сосуда, опять же стараясь не уплотнять песок. После этого взвешиваем сосуд вместе с сыпучим материалом. Насыпная плотность пгс, песка, щебня — это отношение массы сыпучего материала (с вычетом массы сосуда) к занимаемому объему.
V нас.пл. = Масса сып.мат. / V сосуда
Перевод из 1 куб. м ПГС в 1 тонну.
Перевод из 1 куб. м песка в 1 тонну.
Перевод из 1 куб. м щебня в 1 тонну.
Очень часто наших клиентов мучает вопрос, как перевести кубические метры в тонны и наоборот. На данной странице мы попытались рассмотреть способ с помощью коэффициента перевода.
Таблица коэффициентов перевода м3 в тонны для сыпучих материалов:
Наименование материала | Объём | Коэффициент | Вес |
ПГС | 1 м3 | 1,65 | 1,65 тн |
Песок природный | 1 м3 | 1,4 | 1,4 тн |
Песок речной | 1 м3 | 1,5 | 1,5 тн |
Щебень фр.5-10, М-1200 | 1 м3 | 1,43 | 1,43 тн |
Щебень фр.5-20, М-1200 | 1 м3 | 1,40 | 1,40 тн |
Щебень фр.20-40, М-1200 | 1 м3 | 1,38 | 1,38 тн |
Щебень фр.40-70, М-1200 | 1 м3 | 1,35 | 1,35 тн |
Щебень фр.5-10, М-700-800 | 1 м3 | 1,41 | 0,2 тн |
Щебень фр.5-20, М-700-800 | 1 м3 | 1,39 | 0,3 тн |
Щебень фр.20-40, М-700-800 | 1 м3 | 1,37 | 0,4 тн |
Щебень фр.40-70, М-700-800 | 1 м3 | 1,34 | 1,2 тн |
Некоторые примеры лабораторных испытаний на насыпную плотность инертных материалов:
Перевод кубов в тонны и тонн в кубы:
При купле-продаже сыпучих строительных материалов необходимо знать насыпную плотность или удельный вес материала, что позволит определить, сколько тонн весит определенный объем песка или щебня (т.е. перевести кубы в тонны) или, наоборот, сколько кубов приходится на заданный вес песка или щебня (т.е. перевести тонны в кубы). Насыпная плотность материала определяет, сколько тонн весит 1 м3 такого материала , т.е., например, значение насыпной плотности щебня 1,32 тонн/м3 означает, что 1 м3 такого щебня весит 1,32 тонны. И, в обратном порядке, 1 тонна этого щебня составляет объем 0,7576 м3 (1 тонн : 1,32 тонн/м3). Насыпная плотность песка или щебня определяется в лабораторных условиях при помощи взвешивания нескольких проб исследуемого материала в емкости определенного объема, после чего полученные показатели усредняются. Узнать плотность необходимого материала можно из паспорта производителя такого материала. Приведем примеры средней насыпной плотности наиболее распространенных материалов: 1) песок карьерный природный — 1,55 тонн/м3; 2) песок карьерный мытый — 1,6 тонн/м3; 3) щебень известняковый — 1,3 тонн/м3; 4) щебень гравийный — 1,4 тонн/м3; 5) щебень гранитный — 1,37 тонн/м3. Необходимо отметить, что насыпная плотность различных фракций одного и того же материала имеет различные значения. При этом выполняется общее правило: чем крупнее фракция песка или щебня, тем насыпная плотность ниже.
Рассмотрим расчеты объемно-весовых показателей на примерах. 1) Чтобы определить, сколько весят 10 кубов известнякового щебня, если насыпная плотность такого щебня составляет 1,3 тонн/м3, необходимо объем щебня умножить на плотность щебня (10 м3 * 1,3 тонн/м3 = 13 тонн). 2) Ответом на вопрос, сколько кубов песка весят 15 тонн при насыпной плотности песка 1,5 тонн/м3, необходимо заданный вес разделить на плотность песка (15 тонн : 1,5 тонн/м3 = 10 м3). Рассмотрим расчеты стоимостных показателей на примерах. 1) Сколько стоит 1 тонна гравийного щебня, если 1 м3 щебня стоит 1540 руб., а насыпная плотность — 1,4 тонн/м3. Расчет: стоимость 1 тонны щебня = стоимость 1 м3 щебня : насыпную плотность, или 1540 руб./м3 : 1,4 тонн/м3 = 1100 руб./тонна). 2) Сколько стоит 1 м3 песка строительного, если 1 тонна песка стоит 400 руб., а насыпная плотность — 1,5 тонн/м3. Расчет: стоимость 1 м3 песка = стоимость 1 тонны песка * насыпную плотность, или 400 руб./тонна * 1,5 тонн/м3 = 600 руб./м3. Стоимость песка строительного с доставкой Стоимость щебня с доставкой
Расчеты удельного веса
Для того чтобы провести расчеты по подсчету удельного веса снега необходимо определится с значением этого понятия.
Удельным веса называют соотношение веса какого-то определенного вещества к его объему. Все это обозначается формулой: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с.
Принятый результат измеряют в Ньютонах, поделенных на метр кубический (Н/м3).
Удельный вес щебня 5-20
Наибольшее количество щебня фракции 5-20 используется для создания асфальтобетонных смесей. Также он применяется при изготовлении ж/б изделий, фундаментов, стяжек и засыпки дорог. Небольшой размер зерен обеспечивает максимальную силу их сцепления, поэтому создаваемые смеси получаются крепкими, а их поверхность — гладкой. Качество любой смеси, изготавливаемой с применением щебня, зависит от его технических характеристик, главной из которых является удельный вес. Для его определения масса щебня 5-20 делится на значение занимаемого ей объема. Поэтому необходимо знать — сколько в кубе килограмм щебня 5 20. Величина этого показателя зависит от значения плотности, с которой уложен щебень. Количество килограмм щебня в одном кубическом метре определяется двумя показателями — максимальным и минимальным. Вот их значения для разных видов щебня:
- гранитного — 1470-1300;
- известнякового — 1300-1200;
- гравийного — 1600-1300.
Желающим узнать более точно: сколько тонн в кубе щебеня 5-20, надо не только поделить приведенные выше значения на 1000, но и уточнить конкретное значение плотности щебня.
Источник https://74.ru/text/winter/2019/01/16/65840421/
Источник https://znaytovar.ru/gost/2/Ledovye_stroitelnye_ploshhadki.html
Источник https://baza-polimerov.ru/pro-othody/udelnyj-ves-snega-1m4.html