标准冻深

土力学术语

土壤冻结深度与地理地质条件有关，主要取决于负气温积值，但其土题粒、土壤含水量、地下水位以及覆盖、坡向、日照等条件也不同程度的影响土壤的冻结深度。标准冻深是指非冻胀黏性土，地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中，不少于10年实测最大冻深的平均值。

简介

标准冻深是指有条件时，尽量采用工程所在地气象台（站）的多年平均冻深值，要求资料系列不短于10年，标准冻深规范规定为地表无积雪和草皮等覆盖条件下多年实测最大冻深的平均值。当冻深资料缺乏时，要借助于经验公式确定标准冻深。由于各地基本上没有无覆盖条件下裸露场地多年实测的冻深资料，因此，规范中冻深图和计算公式的标准冻深数据为各地气象台多年实测最大冻深资料、并参考了有关勘察设计部门掌握的实测资料加以修正的数据。在水利工程抗冻胀设计中，使用的《渠系工程抗冻胀设计规范》规定标准冻深计算公式为：

式中，为工程地点的标准冻深，单位为cm；为冻结指数的多年平均值；为与冻结指数。

冻深计算

气象部门提供的标准冻深是在平地上、土为天然含水量，且不存在地下水影响的条件下的冻深值，而渠道工程中各部位的冻深是不相同的，具体应用的设计冻深必须将标准冻深进行修正。设计冻深是指对渠道各部位冻深设计的影响因素有年际频率、地下水埋深、表面接受的日照及遮荫程度、表面积雪和基土土质及含水量等。冻深计算精度水平下，不计土质对冻深的影响，可满足应用。土中含水量对冻深的影响远不及地下水对冻深的影响大；为安计，也不考虑积雪对冻深的影响。冻胀量是进行抗冻胀设计的最重要的指标之一，国内外的一些理论计算公式难以满足工程实际需要，不仅计算出的冻胀量误差较大，而且对于工程技术人员来说，公式中有关参数的确定就是一个难题。因此，冻胀量计算一般采用经验公式。

渠道冻胀破坏机理

渠道的冻胀破坏是由于基土在负气温的作用下产生冻结和不均匀冻胀、而渠道衬砌体本身自重较轻，不足以抵抗冻胀力的结果。寒季负气温固然是决定冻深和冻胀的一个关键因素，但对于某一地区的冻结期负积温是相对稳定的。因此，影响渠土冻胀的主要自然因素就是土壤和水分条件。辽宁、甘肃等省曾开展了不同土水条件下的野外系统冻胀试验，揭示了渠道冻胀的规律。关于不同土壤的冻结和冻胀特性，过去在国内外已进行过较多的研究。一般认为，当地下水位相同时，土壤的冻胀量随土颗粒大小而异，颗粒越粗，冻胀量越小，颗粒越细，冻胀量越大，如新疆水科所试验按土类排列的土的冻胀性强弱依次为，粉质粘土>重壤土>轻壤土>砂壤土>重粘土>砂砾土。值得注意的是，粒径从0.05 ～0. 002mm的颗粒含量大于60 %时被认为最具冻胀危险。大碎石土壤一般认为是不冻胀性土，但当长时间灌入细粒泥浆时会发生强烈的冻胀变形。在水分条件方面，土壤发生冻胀的起始含水量为0. 7 ～ 0. 9 (为土的塑限含水量 )，渠道基土含水量一般都超过其起始含水量。近期国内的研究更将地下水埋深大小视为冻胀性的重要指标。

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