Расчет основных параметров лавин

Такими параметрами, которые необходимо знать при планировании и выполнении работ по ликвидации последствий схода лавин, а также других работ, являются: количество и площадь лавинных очагов; сроки начала и окончания лавиноопасного периода; объем лавин (средний и максимальный); скорость движения, дальность выброса и сила удара; высота лавинного потока.

Количество и площадь лавинных очагов могут определяться по топографическим картам (1:25000 или 1:50000), по рельефу местности или на основе данных разведки.

Начало и окончание лавинного периода определяют по периоду залегания устойчивого снежного покрова (по данным метеостанций) с учетом вертикального градиента, составляющего 6-7 дней на 200-250 м высоты.

Степень устойчивости снежных масс оценивают показателем K_y =τ_y/τ, где τ_y – предельное сопротивление сдвигу в плоскости возможного скольжения;

τ – касательное напряжение в этой плоскости от собственного веса снега. При K_y 4 – возникновение лавин возможно, а при K_y 1 – неизбежно.

Объем лавин определяется по зависимости:

V_max =S∙h_max, V_ср =K∙S∙h_ср, (11.14)

где S – лавиноактивная площадь; h_ср и h_max – средняя и максимальная высоты снежного покрова (по многолетним данным); К 0,5 – эмпирический коэффициент.

Скорость лавины, м/с [3; кн.1]

V = , (11.15)

где h_c, м – высота траектории движения снежной лавины в поперечном разрезе (определяется для конкретного лавинного очага).

Динамическое давление скоростного напора P_g, Па, на поверхность объекта, которая ориентирована перпендикулярно движению лавины

P_g =0,5∙ρ∙V² =ρ∙g∙h_c, (11.16)

где ρ – плотность лавинного снега, кг/м³. Массовая плотность снега равна: 300 кг/м³ – свежевыпавшего; 400 кг/м³ – для старого снега; 500 кг/м³ – для мокрого снега;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Если поверхности препятствий образуют угол α с направлением движения лавины, то давление скоростного напора будет равным P =P_g∙sin²α. (11.17)

Суммарная нагрузка N, Ньютон, на малоразмерные обтекаемые объекты

N =0,5∙ρ∙V²∙S, (11.18)

где S, м², - площадь проекции обтекаемого препятствия на плоскость, перпендикулярную направлению движения лавины.

При косом ударе лавины дополнительно возникает касательное напряжение F =K_T∙P_g (2.19), где K_T 0,3 – коэффициент трения.

Давление на крышу сооружения, наклоненного под углом β к горизонту

P =ρ∙g∙h_л∙cosβ, h_л =V²/(2g∙cosβ), (11.19)

где h_л – высота фронта лавины, м;

β – угол наклона склона на подходе лавины к объекту.

Заметим, что точность прогноза некоторых параметров снежных лавин будет определяться исходными данными. Последние будут в свою очередь зависеть от конкретных местных условий, географии района и статистических данных.

Дата добавления: 2014-12-29