сооружения из снега
СООРУЖЕНИЯ ИЗ СНЕГА
Сооружения, в которых снег служит строительным материалом. Давно известны народам Севера. Эскимосы Аляски много веков сооружают хижины из снежных кирпичей, называемые иглу. Во второй половине XX в. при строительстве С. и .с. применяются индустриальные методы. Снег в инженерном строительстве выступает в трех основных видах: как основание фундаментов, как материал для изготовления строительных конструкций и их деталей и как среда, в которой устраиваются траншеи, шахты, тоннели, подснежные жилые и служебные помещения. Для строительства С. и. с. специальными машинами из снега вырезают блоки и делают снежные брикеты. Предварительно размельченный снег укладывают в формы, снимаемые не раньше чем через 2—3 ч, когда снег затвердеет. Снежные дома и склады-холодильники могут служить долго, если снежная кладка хорошо изолирована от притока тепла извне и изнутри.
Специфика проектирования С. и. с. заключается в том, что их устойчивость существенно зависит от внутреннего метаморфизма, температурного режима и времени. Поэтому особенно важны теплотехнические расчеты снежных сооружений с учетом всех компонент тепломассообмена и их расчет на ползучесть. Снежные сооружения деформируются непрерывно при любых нагрузках. При вычислении величин и скоростей деформаций требуется, чтобы они не превышали допускаемых величин. В отличие от сооружений из чистого льда, в снежных сооружениях весьма существенны деформации уплотнения и разуплотнения, сопоставимые с деформациями ползучести. Упругие мации малы и не учитываются, нежные сооружения и основания деформируются под собственной массой даже при отсутствии других нагрузок, причем пластические деформации в снеге не затухают со временем, как в грунте, а нередко продолжаются неопределенно долгое время. Ликвидация просадок глубоких снежных оснований, как правило, невозможна, можно лишь добиться их равномерности. Скорость просадки плотного снега dy/dx находится в следующей эмпирической связи с да лением на снег Р:
[s]image_222.png[/s]
dy/dx = a Pnt
где а — размерный коэф.
При P < < 100 кПа связь линейна, т. е. п = 1, а при ^ = 250-^- 1200 кПа п > 2. Поэтому давление на снег не должно быть более 100 кПа, иначе просадки могут сделаться катастрофическими. Большее давление можно допустить на глубоко вбитые сваи, т. к. они опираются на глубинные слои всесторонне сжатого снега и удерживаются сцеплением своих боковых поверхностей со снежной средой.
Снег сопротивляется сжатию значительно лучше, чем растяжению. Своды и купола — наилучшие элементы С. и. с., т. к. составляющие их блоки всегда сжаты. Имеется опыт сооружения дорожных тоннелей в снежно-фирновой толще Гренландского ледникового покрова. Наиболее стабильны тоннели, вырытые на глубине 30 м. Тоннели мелкого заложения требуют постоянного ухода, заключающегося в срезке прогибающихся потолков и стен с восстановлением проектного поперечника.
При теплотехнических расчетах С. и. с. должен быть учтен характер снежных сооружений — сезонный или постоянный. Сезонные С. и. с. функционируют в период устойчивых отрицательных температур, при которых возможны только фазовые переходы лед — пар. Постоянные снежные сооружения эксплуатируются и при положительных температурах, поэтому при расчетах необходимо учитывать все виды абляции снега. Выполнение требований деформативной устойчивости С. и. с. обеспечивается средствами теплоизоляции, искусственного охлаждения и уплотнения снега.
Лит.: [37, 38]
А. К. Дюнин
