Как проверить плотность снега

Приложение 13. Определение показателей прочности и плотности снега

Определение показателей прочности и плотности снега

Для определения показаний прочности (несущей способности) уплотненного снежного покрытия рекомендуется применять твердомер НИАС.

Твердомер НИАС (рис. 1) состоит из конуса, площадки для ступни человека, вертикальной стойки и вертикальной доски упора.

Конус твердомера делается из дюрали или дерева, обшитого жестью или листовым алюминием, и жестко скрепляется с площадкой для ступни. Угол конуса у вершины — 34°12′, высота — 130 мм, диаметр основания — 80 мм.

Площадка для ступни имеет размеры 300х120 мм. Вертикальная стойка высотой 700 мм имеет внизу квадратную пластинку — основание размером 100х100 мм. Стойка свободно двигается в двух направляющих скобах, прикрепленных к доске-упору. На стойке прикреплена металлическая стрелка, указывающая глубину погружения конуса в снег.

Доска-упор размером 900х100 мм двумя фанерными косынками жестко скреплена с горизонтальной площадкой для ступни.

На доске-упоре имеется шкала, по которой отсчитывают глубину погружения конуса в снег и по показателям которой определяют несущую способность уплотненного снега. Чертежи твердомера НИАС приведены на рис. 2.

Последовательность пользования твердомером следующая:

1. Поставить твердомер на снежное покрытие.

2. Вынуть шпильку, скрепляющую стойку с доской-упором, рукой взяться за рукоятку и, став одной ногой на площадку для ступни, перенести на нее тяжесть своего тела, затем записать показание прибора по шкале.

Прочность уплотненного снега в зависимости от прилагаемой нагрузки и глубины погружения конуса определяется по графику (рис. 3) или по формуле

Определение плотности снега может производиться портативным пружинным плотномером (рис. 4), который состоит из корпуса, пружины, шкалы и мерного стаканчика. Корпус изготавливается из дюралевой трубки, внутри которой крепится эластичная пружина из качественной стали с растяжением примерно 0,5 мм на 1 г массы. К нижнему концу пружины крепится мерная шкала из дюралевой пластинки, которая градуирована через 10 г. Мерный стаканчик изготавливается из дюрали и подвешивается за дужку к мерной шкале. Деталировка плотномера приведена на рис. 5-12.

Измерение портативным плотномером производится в следующем порядке.

1. На участке измерения с помощью ножа-лопатки выравнивается площадка размером 0,2х0,2 м. Выравнивание следует производить без уплотнения снега только за счет его срезания.

2. Мерный стаканчик устанавливается заостренными кромками на подготовленную поверхность и заглубляется в снег до тех пор, пока днище стаканчика не дойдет до выровненной поверхности снега. Окончание погружения контролируется через отверстие в днище.

В процессе заглубления необходимо следить за сохранением вертикального положения стаканчика относительно поверхности площадки.

3. Стаканчик с пробой откапывается и осторожно извлекается из снега с помощью ножа-лопатки, а затем переворачивается вниз дном.

Поверхность снега выравнивается заподлицо с режущими кромками стаканчика.

4. На мерный стаканчик с пробой надевается дужка, за которую он подвешивается к шкале пружинных весов и взвешивается.

Плотность снега вычисляется по формуле

где Q — масса пробы, определенная по шкале, г; V — объем пробы снега, равный объему мерного стаканчика, см3.

5. Периодически (два — три раза в месяц) следует производить контрольную проверку показаний шкалы пружинных весов, для чего мерный стаканчик загружается набором гирь в 10, 20, 30, 100 г. В случае несоответствия показаний на шкале необходимо нанести новые деления, соответствующие массам контрольных гирь.

В полевых условиях плотность снежного покрова может быть также измерена с помощью рычажного плотномера и косвенно путем растапливания образца снега определенного объема.

Рычажной плотномер состоит из металлического цилиндра и безмена. Цилиндр высотой 600 мм с площадью поперечного сечения 50 см2 на наружной поверхности имеет деления через 1 см. Нижняя режущая кромка цилиндра заточена. На цилиндр свободно надето кольцо с дужкой для подвешивания цилиндра к безмену. Цилиндр закрывается крышкой. Безмен с движущимся грузиком имеет деления через 10 г.

Для определения плотности снежного покрова цилиндр режущей кромкой ставится вертикально на поверхность снежного покрова и погружается в снег нажатием либо легкими ударами молотка до упора. После этого по делениям на корпусе цилиндра определяется толщина снегового покрытия, а затем ножом-лопаткой снег под цилиндром подрезается, и он извлекается из снега; цилиндр переворачивается режущей кромкой кверху и подвешивается к безмену для определения массы образца снега определенного объема. Далее вычисляется плотность снега.

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.

Источник

Плотность снежного покрова

Исследование

Изучить плотность снежного покрова на опытном участке

Гипотеза

Плотность снега зависит от глубины снежного покрова, чем толще слой снега, тем выше будет его плотность.

Оборудование и материалы

• Снегомерная рейка − прочный деревянный брусок 4х4 см и длиной 150 см, заострённый с одной стороны и размеченный несмываемым маркером через каждые 5 см. Вы можете взять в качестве снегомерной рейки и круглую в сечении рейку. Также можно сделать разметку через каждый сантиметр.
• Лопата для копания снега.
• Литровая мерная кружка.
• Весы, позволяющие взвесить до 1 кг воды с точностью до 1 грамма. При отсутствии таких весов можно использовать мерной цилиндр из кабинета химии. Также подойдёт мерной стаканчик от лекарства, но может потребоваться несколько последовательных измерений.
• Ёмкость для отбора проб снега. Очень хорошо подходят жестяные консервные банки, у которых крышка снимается с помощью специального кольца, так что не остаётся зазубренных краёв. Необходимо точно измерить объём вашей ёмкости с помощью мерного цилиндра.
• Твёрдый метр или рулетка, также подойдёт точная линейка, например, металлическая.
• Фотоаппарат или фотокамера мобильного устройства

Обоснование

Это географическое исследование, предполагающее сбор и анализ данных из разных мест.

Протокол проведения исследования

1. Исследование проводится на участке размером не менее 10х10 м, на котором снег не утоптан и на который не сваливали снег с дорожек.
2. Выберите место, где вы будете исследовать плотность снежного покрова. Вонзите рейку в снег, чтобы она достала до земли, и считайте показания.
3. Выройте яму в снегу размером 1х1 м. Выбранный из ямы снег отбрасывайте в сторону, чтобы передняя стенка ямы была ровной и отвесной, и на поверхность снега за этой стенкой не попадал снег, выброшенный Вами из ямы. Отметьте на стенке границы между слоями мощностью по 10 см; это можно сделать, например, втыкая в снег спички.
4. Сделайте фотографии вашей опытной площадки, снежной ямы, сфотографируйте все этапы исследования.
5. С помощью приготовленной вами ёмкости для отбора пробы снега зачерпните снег из одного и слоёв. Будьте внимательны! Вы не должны специально уплотнять снег в ёмкости или насыпать его «с горкой». Вы можете взять пробы из нескольких слоёв, если снежный покров у вас достаточно мощный. В результате у Вас может оказаться несколько сосудов со снегом из разных слоёв. Для каждой пробы вы будете заполнять отдельную анкету.
6. Поставьте ёмкости со снегом в тепло (не забудьте пометить, из какого слоя снег в каждой ёмкости). Когда снег растает, измерьте объём талой воды из каждой ёмкости мерным цилиндром, а результаты запишите в рабочий журнал (наиболее точные результаты получатся при взвешивании на весах). Чтобы измерить объём воды с помощью весов, сначала взвесьте ёмкость с талой водой, потом вылейте воду и взвесьте ёмкость. Вес пустой ёмкости вычтите из результатов первого взвешивания. Так вы определите вес талой воды.
7. Заполните анкету проекта.
8. Целью исследования является определение плотности и удельного объёма снега. Именно для этого мы растопили снег. Мы принимаем массу талой воды равной объёму воды, поскольку плотность воды 1 грамм на кубический сантиметр. Чтобы узнать плотность снега необходимо массу талой воды разделить на объём набранного снега. Эта величина будет подсчитана автоматически после отправки анкеты. Размерность плотности снега в нашем проекте грамм на кубический сантиметр.
9. Так как объём снега всегда больше, чем объём образовавшейся при его плавлении воды, то плотность снега всегда меньше единицы. Чтобы не иметь дела с дробями, часто используют величину, обратную плотности. Отношение единицы объёма к единице массы называют удельным объемом. Так, если при таянии 1 литра снега получилось 125 кубических сантиметров воды, плотность снега будет 125/1000 = 0,125 грамм на кубический сантиметр, а удельный объем будет равняться 1/0,125 то есть 8 сантиметров кубических в грамме. Чтобы узнать удельный объём снега из вашей пробы вам надо 1 разделить на вычисленную вами плотность снега. Эта величина будет рассчитана автоматически после отправки анкеты.
10. Участвуйте в обсуждении результатов проекта в форму проекта и в Дневнике исследователя.

Техника безопасности

Одевайтесь по погоде, чтобы не замёрзнуть и не промочить ноги.

Источник

Удельный вес снега, вес и плотность таблица куба снега

Снег представляет собой одну из форм осадков атмосферы, выпадающею на земную поверхность и состоит из мелких кристалликов льда. Это погодное явление является обязательным атрибутом каждого зимнего периода в наших климатических поясах.

Образуется снег при процессе притягивания капель воды микроскопического типа к пылевым частицам, которые в дальнейшем замерзают. Образуются кристаллики льда (не более 0.1 мм диаметром), которые падают вниз.

Чем же примечательно данное явление к строительству? Кроме того, что снег используется как строительный материал для возведения Иглу, жилища эскимосов, он выступает как важный фактор для строительства.

Например, на строительных площадках при кровельных работах малых объектов необходимо учитывать снег, как внешнее явление представляющее угрозу для крыши. Для этих работ важно рассчитать необходимую нагрузку, чтобы покрытие крыши послужило как можно дольше.

Таблица удельного веса снега

Так как, снег является сложным веществом, рассчитать такой параметр, как удельный вес снега самостоятельно в полевых условиях не представляется возможным. Эти вычисления проводятся с помощью специальных приборов или в лаборатории. Однако, при этом, его средний удельный вес известен и равен значениям в таблице, которая поможет облегчить процесс подсчетов таких параметров, как вес сухого снега и вес мокрого снега.

Удельный вес и вес 1 м3 снега в зависимости от единиц измерения

Материал	Удельный вес (г/см3)	Вес 1 м3 (кг)
Сухой снег	0.125	125
Мокрый снег	до 0.95	до 950
Свежевыпавший пушистый сухой	от 0,030 до 0,060	от 30 до 60
Мокрый свежевыпавший	от 0,060 до 0,150	от 60 до 150
Свежевыпавший осевший	от 0,2 до 0,3	от 200 до 300
Ветрового (метелевого) переноса	от 0,2 до 0,3	от 200 до 300
Сухого осевшего старого	от 0,3 до 0,5	от 300 до 500
Сухого фирна	от 0,5 до 0,6	от 500 до 600
Мокрого старого	от 0,6 до 0,8	от 600 до 800
Мокрого фирна	от 0,4 до 0,8	от 400 до 800
Глетчерного льда	от 0,8 до 0,96	от 800 до 960

Расчеты удельного веса

Для того чтобы провести расчеты по подсчету удельного веса снега необходимо определится с значением этого понятия.

Удельным веса называют соотношение веса какого-то определенного вещества к его объему. Все это обозначается формулой: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с.

Принятый результат измеряют в Ньютонах, поделенных на метр кубический (Н/м3).

Плотность снега

Такое понятие, как плотность принято считать количество массы, помещаемое в метре кубическом. Данный параметр очень неоднозначен, так расчет зависит от множества факторов. Основным из них является температура. Естественно, когда касается снега, при повышении температуры плотность будет расти до превращения в жидкую субстанцию – воду.

На практике это означает что мокрый снег несет большую нагрузку на поверхность.

Источник