Законы теплопроводности. Температура Земли

Содержание

Введение        2

1.        Законы теплопроводности. Температура Земли.        2

2.        Начало изучение территорий с вечной мерзлотой        3

3.    Начало развития молодой науки о многолетнемерзлых грунтах        5

Заключение        7

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        7

Введение

Интенсивное освоение богатых углеводородами регионов распространения многолетне- и сезонномерзлых грунтов сопровождается строительством малоэтажных зданий, подземных сооружений, ЛЭП, тоннелей, путепроводов, трубопроводов, фундаменты которых располагаются в различных грунтах, в том числе сильнопучинистых, структурно-неустойчивых, засоленных и заторфованных. Объективная оценка влияния криогенного пучения грунтов на несущую способность фундаментов зданий и сооружений при их устройстве в пучинистых грунтах является актуальной народно-хозяйственной проблемой, научнотехническое решение которой должно обеспечить безопасное и эффективное проектирование фундаментов зданий и сооружений на эксплуатационный период в районах распространения многолетнемерзлых и сезоннопромерзающих грунтов.

Объект исследования: совместная система сваи с противопучинистой накладкой и массива грунта

Предмет исследования: поведение в массиве грунта сваи с противопучинистой накладкой

1. Законы теплопроводности. Температура Земли.

Историю изучения многолетнемерзлых грунтов следует начать с закономерностей, которые открыл великий ученый Жозеф Фурье и его последователь Сванте Аррениус. Распространение температуры в толще грунта описываются решениями, так называемой, задачи теплопроводности Фурье и следующими из них законами:

1. Первый закон Фурье: температурные колебания в толще грунтового массива убывают с увеличением глубины.

2. Второй закон Фурье: температурные колебания в толще грунтового массива сопровождаются сдвигом фаз, пропорциональным глубине массива.

3. Третий закон Фурье: связывает глубину проникновения температурных колебаний с периодом и амплитудой колебаний температурной волны на поверхности. [2]

Аррениус – человек, который впервые описал законы Фурье и посчитал температуру поверхности Земли. Но его аналитические вычисления (-17 градусов) не сходились со средней фактической температурой Земли (15 градусов). Такие же расчеты он провел для Марса и Венеры. Для первой посчитанная эффективная температуры близка к фактической, а для Венеры – снова большая разница в результатах. Все дело в наличии плотной атмосферы Венеры и Земли, она сильно влияет на полученные расхождения эффективной и фактической температуры планет.

Формально процесс происходит следующим образом: коротковолновая радиация солнца легко проходит слои атмосферы и попадает на поверхность Земли. Часть энергии расходуется на нагрев атмосферы, часть отражается, ввиду отражательной способности поверхности, иначе коэффициента альбедо. Для справки, коэффициент альбедо для снега составляет около 0,9, это значит, что 90 процентов энергии отразится от снежного покрова. Так же большую роль играет скрытая энергия - фазовые переходы. Вода, запасенная в растениях под воздействием радиации испаряется. Оставшаяся, меньшая часть расходуется на нагрев литосферы. Все выделившиеся и отразившиеся газы с трудом преодолевают атмосферу, это явление, в дальнейшем получившее название Парниковый эффект, которое в 1824 описал Жозеф Фурье. [8]

Необходимо понимать, что основная часть энергии запасается на экваторе нашей планеты – эти местности наиболее сильно подвержены солнечной радиации. Чем дальше от экватора – тем больше дефицит энергии. Ввиду этого, около 65 процентов суши России и 25 процентов суши мира – это вечная мерзлота.

1. Начало изучение территорий с вечной мерзлотой

Начало изучения многолетнемерзлых пород связывают с периодом 16–18 веков. Коренное население Сибири знало об особенностях почвы своего региона. Но изучать этот вопрос начали немного позже, когда активно осваивался морской путь из России в Китай, ввиду развития торгово-промышленных отношений. Нужно отметить, что начало изучения многолетнемерзлых оснований, в каком-либо виде, играет очень важную роль для освоения территории страны, ведь, как говорилось ранее, больше половины части суши России – это неосвоенные многолетнемерзлые грунты, о которых тогда было практически ничего неизвестно.