附录D  冻土地温特征值及融化盘下最高土温的计算

D.1  冻土地温特征值的计算

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1根据傅立叶第一定律，在无内热源的均匀介质中，温度波的振幅随深度按指数规律衰减，并可按下式计算：

将上式用于冻土地温特征值的计算基于以下假设：
1)土中水无相变，即不考虑土冻结融化引起的地温变化；
2)土质均匀，不同深度的年平均地温随深度按线性变化，地温年振幅按指数规律衰减；
3)活动层底面的年平均地温绝对值等于该深度处的地温年振幅。
2算例：
已知：东北满归CK3测温孔处多年冻土上限深度为2.3m；根据地质资料查规范附录K求得冻土加权平均导温系数为0.00551m²/h；1973年10月实测地温数据如下：
深度为m：2.3，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，11.0，12.0，13.0，15.0，20.0
地温为℃：0.0，-0.7，-0.9，-1.1，-1.3，-1.4，-1.5，-1.6，-1.6，-1.7，-1.8，-1.8，-2.0
计算步骤[下面所用公式(D.1.1-1)～公式(D.1.1-7)，见本规范附录D]：

D.2  采暖建筑物稳定融化盘下冻土最高温度

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采暖房屋是在天然地面的一点上增加了一个小小的人为热源，必然对此点地温有一定的影响，所以形成采暖房屋融化盘，或称人为上限，地温曲线也随之变化，但因人为热源热量很小，对温度只起干扰作用，而不改变其形态，即增加了一个人为热源影响系数ξ，使温度波幅有所增大。我们要求的是融化盘下冻土的最高月平均温度，为了计算方便，只取融化盘下的部分，见图36。其融冻界面的温度波幅为T，图36的曲线即温度波幅衰减曲线，其包络部分为冻土温度升高值，稳定融化盘下冻土的年平均温度T，也就是融冻界面的温度波幅。它与年平均地温基本相等，故T＝T＝T_cp，则稳定融化盘下任一深度y处冻土的最高月平均温度：



人为热源影响系数ε，是根据我们钻探与试验观测资料分析归纳取定的。在多年的观测资料整理时，即发现融化盘下最高月平均地温在同条件下融深越大，其地温就越高，并和融深h与多年冻土地温年变化深度H之比值有关。其比值越大，地温越高，因此以此比值来表示ξ值，一般h偏低值即计算温度稍高于实测值，其原因是我们的试验房屋观测时间尚不够长，融化盘下冻土在长期的热影响下，冻土温度还有微小的升高后才趋于稳定，所以例题中计算温度大都略高于实测值；同时因冻土结构的差异，一幢房屋融化盘断面下的冻土温度也有所不同。如朝晖试验房8号住宅融化盘下的最高月平均温度见表30，是有差别的，计算温度稍高，是房屋使用期的安全储备。