地下水位与冻深及冻胀的关系

第期总第期吉林水 利年月 【文章编号伽旧一 一。 以一 地下水位与冻深及冻胀的关系 江丽艳 , 刘迎春 , 杨柏松 吉林省水利水电劫浏设计研究院 , 吉林长春 摘要本丈主要依据吉林省寒冷地区多年来的实洲资料 , 从地下水位 、 及盖 、 派度 、 土质等因素中找出地下水位足对 冻深 、 冻胀影响 的主要控制因素 。 经过统计回归分析 , 提出设计冻深与冻胀率的计葬公式 。 关键词地下水位设计冻深冻胀率 中图分类号 花闷 料文献标识码 台川 绷绷瑚 吉林省地 处北纬扩 , 一 , 东经 一 , 多年平均气温 为 , 月 份平均气温 一 一 一 , 全省除长白山区存 在多年冻土外 , 其余地区均为季节冻土区 。 由于 吉林省冬季气候寒冷 , 冻融期长而产生的冻层厚 度简称 冻深较深 , 其影 响冻深的 因素 有气 候 、 日照 、 筱盖植被 、 雪 、 地下水位 、 土质 等 , 但对于工程设计参数的影响主要是冻深 、 冻 胀和地下水位值 。 本文主要通过某几个试验场地 得到的观测数据及其它地区的有关实测资料经分 析后 , 提出了地下水位与冻深 、 冻胀的关系和计 算公式 。 礴 户 下 奋 弓 叹 争 户 峨 卜 叮乡 叹 砚, 飞 二生 加枷 沱 七 。,、 地下水位与冻深的关系 ” 八 吉林省除 了多年的冻 土区外 , 一般自月 上旬地表开始冻结 , 翌年月达到最大冻深 , 然 后自地面向下和自冻层底面 向上两 向融化 , 至 月底全部冻层化透 , 如图所示图中数据是根 据大致在相同条件下实测得到的数值 。 冻深的大小与气温 、 地下水位 、 土质和搜盖 植被和雪条件等因素有关 。 通过多年观测得 出的冻深值可以看出在无雪夜盖 , 对同一地区 的土质和温度可认为基本相同时 , 可以把地下水 位的高低作为控制冻深大小的主要因素 , 其表现 为地下水位越浅指距地表的深度 , 冻深越小 地下水位越深 , 冻深越大 。 根据资料进行统计回 归分析 , 绘出地下水位与 冻 深 的关系线 , 见图 , 并写出如下直线方程 。 圈冻胀 、 冻深与时间关系曲线 吸地下水位 、 、 仁 一卜一 一 , 叶二泛 一 忿多 二二诊 , 一 洲 一 “二二之 了不 兰 生 , 线程 二 一 柱关系数 二 标准离差 二 圈 地下水位与冻深关系曲线 作者简介江丽艳 一 , 女辽宁硒岩人 , 毕业于东北水电学校 , 工租师 , 砚主要从事水利试脸研究工作 。 吉林水利地下水位与冻深及冻胀的关系 江丽艳等年月 丑乙 式中 冻深 二 几 冻前地下水位 常数 回归系数 。 在图数据条件下 , 式可具体写成 几 上式的相关系数 , 剩余标准离差 , 从而可以看出其相关性较好 。 式和式 主要是根据观侧地点得到 的观侧成果得出 , 为使上述结果对工程设计具有 一定的适用性可作如下进一步分析 。 一般认为 , 对于粘性土开敞系统条件下 , 地 下水对水分迁移的最大作用距离在以内 。 经我们室内试验实侧毛细管上升高度最大范围为 。 。 在此条件下 , 地表将不发生或发生为 不大的冻胀和冻缩 , 此时的多年最大冻深可作为 标准冻深 。 在目前工程中应用是以标准冻深为设 计依据的情况下 , 根据上述冻深与地下水位之间 的直线规律 , 并应用上述的回归分析计算得出的 系数 “” 和采用地下水位影响距离 助 , 可 写出标准冻深一般表达式 。 凡 以考虑地下水位影响的设计冻深式 , 丑乙 将式变换为 二 几 一 , 再代人 式 最后得出 为 几 一一 几 式中 几 设计冻深 及 标准冻深指各地区气象部门查得 多年最大冻深 几 冻前地下水位距地表距离 回归 系数 , 取 常数 。 公式可用于地下水位距地表 。范 围内 , 且地下水位基本随冻深同步下降的开敞系 统 , 土质为粘性土和粉质土的地区 。 融交替阶段和水分较小等原因而无冻胀 。 当进人 稳定冻结期 , 冻胀以较大的速度稳定增大到 月下旬冻胀明显减弱最后 , 当地表开始融 化时 , 地表很快下降 , 到月中下旬恢复到原地 面高程 , 冻胀全部消失 。 冻胀性的强弱可用冻胀率 , 即地表自由冻胀 对相应冻结层厚度之比来评价 , 并取如下计算公式 甲 从 一 式中 犷一一冻胀率 从 冻胀 冻深 地表自由冻胀的强弱取决于土层冻结时复杂 的水分迁移条件和过程 , 这一课题 , 目前还很难 通过理论计算来解决 。 但是 , 可 以认为水分迁移 和冻胀的强度主要取决于地下水位距离冻结面的 大小在冻结期地下水位至地表的距离 。 一飞线 ,程 二 器 一 挑。 翻关系数 二一洲 力飞 冻胀串与 北 、 勺、竺 、 火 之乏孚 二 女 一 , 一一二幸二牡泣匕 翻 地下水位济。 圈地下水位与珠胀率关系曲钱 图是吉林省某些地区的几个试验场地以不 同埋深的冻前地下水位和冻胀率的实测资料 , 根 据图中和省内等一些观侧资料得到 的数据 , 经统 计分析绘出地下水位与冻胀率的直线相关图 。 并 得出如下计算公式 军 一 几 式中符号意义同前 。 图和式的相关系数为 , 剩余标 准离差为 , 说明和乙的回归相关关系密 切 , 该式的适用条件与式相同 。 地下水位与冻胀的关系 结 语 地表的冻胀过程可以图所示 的形式 为代 表 , 从图中可以看出 , 冻结初期 , 地表层处于冻 一一 在工程应用中采用标准冻深 , 其参数的取得 下转第页 吉林水利质控制模式在农安县松花江防洪工程中的应用徐国旗阅年月 式基础上的 , 因此 , 该模式要在第二方和第三方 的质量控制系统的监督指导下实施 , 在施工阶段 建立质量控制点的布控系统是模式的重要环节 , 建立质量保证软环境是模式卖施的重要保证 。 经 农安县松花江防洪工程施工证明 , 实施质控制 动态管理模式是施工阶段控制工程质的最有效 的方法 。 口 吸 , 】 户 泪。 以刃 呵伙枷 份啄 卜兹址 ”抑 记附优 以堪月仪月 咖 闷 丫卫招由犯 已妙 犯丁卜 耐 朋目 衍 七七犯犯 月 闷 词 笼口自, 叮 叨叮山 以 以北 以众 加旧比 仪 叩日 咖 州 刃坦 上接第页 较为方便 , 但取值一般较大 , 不太符合工程的实 际运行情况 , 使工程投资增大 , 造成浪费 。 目前 国内外在工程中均采用设计冻深 。 本文中的设计 冻深和冻胀率是根据吉林省地区多年来具有代表 性的实沮资料而得 , 比较真实地反映了寒际情 况 , 可在水利工程中应用 , 其它工程可供参考 。 口 ,曰陀 胎 , 扮胎 入 , 呀功