СП 428.1325800.2018 Действует

При длине лавиноактивного склона в горизонтальной проекции менее 100 м для расчета объема V, м3, используют формулу

V = h0 l tg10°,(Б.7)

Б.3.2.2 Объем лавин с площадным отрывом вычисляют по формуле:

V = h0 kF F,(Б.8)

где F – площадь лавинного очага в горизонтальной проекции, м2;

kF – среднее значение доли площади лавинных очагов, участвующей в лавинообразовании, определяемое по таблице Б.5.

Таблица Б.5 – Средние значения доли площади лавинных очагов, участвующей в лавинообразовании kF

Таблица Б.5Высота формирующих лавину слоев снега h0, м | Средние значения доли площади лавинных очагов kF | Сухие лавины | Мокрые лавины | Площадь лавинного очага, га | менее 5 | от 5 до 10 | св. 10 до 20 | св. 20 до 40 | св. 40 | менее 5 | от 5 до 10 | св.  10 до 20 | от 20 до 40 | св. 40 0,2 | 0,15 | 0,12 | 0,10 | 0,07 | 0,05 | 0,15 | 0,12 | 0,10 | 0,07 | 0,05 0,2 – 0,4 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 0,4 – 0,6 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,17 | 0,12 0,6 – 1,0 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,15 1,0 – 1,5 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 1,5 – 2,0 | 0,80 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 2,0 | 0,80 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,50 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,40

Б.3.2.3Полученный ряд объемов лавин преобразуют в вариационный ряд в порядке убывания и по нему строится кривая обеспеченности. По построенной кривой определяют объемы лавин заданной обеспеченности.

Б.3.3Дальность выброса лавин определяют графоаналитическим способом. На продольном профиле пути схода лавины, построенном по топографическому плану, в точке О, отвечающей положению линии отрыва лавин, проводят координатные оси l и h, соответствующие горизонтальной проекции склона и высоте. Из точки О под углом ψ, тангенс которого определяют по таблицам Б.6 и Б.7 как коэффициент общего сопротивления движению лавин, проводят наклонную линию до пересечения с линией профиля лавиносбора в точке А, соответствующей переднему краю отложений лавин (рисунок Б.1).

Таблица Б.6 – Значения коэффициентов общего сопротивления движению лавин tgψ для канализированных лавин

Таблица Б.6Водозапас в зоне зарождения, мм | Площадь зоны зарождения, га | Значения коэффициентов общего сопротивления движению лавин tgψ при среднем угле наклона зон зарождения и транзита, град | | 25 | 30 | 35 | 40 100 | 1 | 0,424 | 0,505 | 0,587 | 0,668 | 2 | 0,420 | 0,501 | 0,583 | 0,664 | 5 | 0,409 | 0,491 | 0,572 | 0,654 | 10 | 0,395 | 0,476 | 0,558 | 0,639 | 20 | 0,372 | 0,454 | 0,535 | 0,617 | 30 | 0,358 | 0,439 | 0,521 | 0,602 | 40 | 0,348 | 0,429 | 0,511 | 0,592 | 50 | 0,344 | 0,425 | 0,507 | 0,588 | 100 | 0,329 | 0,411 | 0,492 | 0,574 200 | 1 | 0,389 | 0,464 | 0,539 | 0,614 | 2 | 0,384 | 0,459 | 0,534 | 0,609 | 5 | 0,369 | 0,444 | 0,519 | 0,594 | 10 | 0,349 | 0,424 | 0,499 | 0,574 | 20 | 0,321 | 0,396 | 0,471 | 0,546 | 30 | 0,303 | 0,378 | 0,453 | 0,528 | 40 | 0,293 | 0,368 | 0,443 | 0,518 | 50 | 0,286 | 0,361 | 0,436 | 0,511 | 100 | 0,276 | 0,351 | 0,426 | 0,501 300 | 1 | 0,379 | 0,454 | 0,529 | 0,604 | 2 | 0,373 | 0,448 | 0,523 | 0,598 | 5 | 0,358 | 0,433 | 0,508 | 0,583 | 10 | 0,337 | 0,412 | 0,487 | 0,562 | 20 | 0,308 | 0,383 | 0,458 | 0,533 | 30 | 0,291 | 0,366 | 0,441 | 0,516 | 40 | 0,281 | 0,356 | 0,431 | 0,506 | 50 | 0,274 | 0,349 | 0,424 | 0,499 | 100 | 0,266 | 0,341 | 0,416 | 0,491 400 | 1 | 0,353 | 0,423 | 0,493 | 0,563 | 2 | 0,347 | 0,417 | 0,487 | 0,557 | 5 | 0,330 | 0,400 | 0,470 | 0,540 | 10 | 0,307 | 0,377 | 0,447 | 0,517 | 20 | 0,275 | 0,345 | 0,415 | 0,485 | 30 | 0,257 | 0,327 | 0,397 | 0,467 | 40 | 0,246 | 0,316 | 0,386 | 0,456 | 50 | 0,239 | 0,309 | 0,379 | 0,449 | 100 | 0,231 | 0,301 | 0,371 | 0,441 500 | 1 | 0,343 | 0,413 | 0,483 | 0,553 | 2 | 0,337 | 0,407 | 0,477 | 0,547 | 5 | 0,319 | 0,389 | 0,459 | 0,529 | 10 | 0,296 | 0,366 | 0,436 | 0,506 | 20 | 0,264 | 0,334 | 0,404 | 0,474 | 30 | 0,246 | 0,316 | 0,386 | 0,456 | 40 | 0,235 | 0,305 | 0,375 | 0,445 | 50 | 0,229 | 0,299 | 0,369 | 0,439 | 100 | 0,221 | 0,291 | 0,361 | 0,431 600 | 1 | 0,343 | 0,413 | 0,483 | 0,553 | 2 | 0,336 | 0,406 | 0,476 | 0,546 | 5 | 0,319 | 0,389 | 0,459 | 0,529 | 10 | 0,295 | 0,365 | 0,435 | 0,505 | 20 | 0,263 | 0,333 | 0,403 | 0,473 | 30 | 0,245 | 0,315 | 0,385 | 0,455 | 40 | 0,234 | 0,304 | 0,374 | 0,444 | 50 | 0,228 | 0,298 | 0,368 | 0,438 | 100 | 0,221 | 0,291 | 0,361 | 0,431

Таблица Б.7 – Значения коэффициентов общего сопротивления движению лавин tgψ для осовов

Таблица Б.7Водозапас в зоне зарождения, мм | Значения коэффициентов общего сопротивления движению лавин tgψ при среднем угле наклона зон зарождения и транзита, град | 25 | 30 | 35 | 40 100 | 0,456 | 0,571 | 0,686 | 0,801 200 | 0,456 | 0,571 | 0,686 | 0,801 300 | 0,431 | 0,541 | 0,651 | 0,761 400 | 0,406 | 0,511 | 0,616 | 0,721 500 | 0,381 | 0,481 | 0,581 | 0,681 600 | 0,356 | 0,451 | 0,546 | 0,641

Примечание – Водозапас рассчитывают как максимальный за год запас воды в снежном покрове в зоне зарождения лавин. Площадь зоны зарождения лавин в лотковых лавиносборах измеряют в горизонтальной проекции. Обеспеченность значения tgψ соответствует обеспеченности водозапаса.

L – горизонтальная проекция длины пути лавины; H – относительная высота падения лавин; ψ – угол, под которым проводят наклонную линию от точки отрыва лавины O до пересечения с линией профиля лавиносбора в точке A; B – местоположение на профиле точки, для которой выполняются вычисления; Z – расстояние от наклонной линии ОА до точки В; С и D – вспомогательные точки для вычислений

Рисунок Б.1 – Определение дальности выброса лавин и скорости

в заданной точке пути В

Б.3.4 Вычисление значений скорости лавины выполняют для мест расположения всех проектируемых объектов (точка В) по проведенным через соответствующие точки продольным профилям лавиносбора с использованием графоаналитического способа (рисунок Б.1).

Для точки В значение скорости v, м/с, вычисляют по формуле

v = ,(Б.9)

Z = hB − ,(Б.10)

гдеg – ускорение свободного падения (постоянная, равная 9,8 м/с2);

Z – расстояние от наклонной линии ОА до точки В, м;

lB – расстояние от точки отрыва лавины O до точки D в месте пересечения перпендикуляра, проложенного от точки B к координатной оси l, равное OD, м;

hB – расстояние по перпендикуляру от точки В до координатной оси l, равное DB, м.

Б.3.5 Если по данным многолетних наблюдений, результатами полевых исследований установлено образование воздушной волны в лавиносборах района проведения изысканий, но граница ее действия не установлена, то она определяется с использованием продольного профиля. При отсутствии фактических данных для определения границы действия воздушной волны на продольном профиле лавиносбора от точки, определяющей дальность выброса лавин, вниз откладывают расстояние, равное 20 % пути лавины.

Б.3.6 Точки, соответствующие дальности выброса лавин заданной обеспеченности и действия воздушной волны и установленные на отдельных профилях, наносят на карту и соединяют линиями, определяющими границы распространения лавин и действия воздушной волны. Необходимое для установления границ количество продольных профилей определяют в зависимости от местных условий, расположения и характера проектируемых объектов.

Б.3.7 В ходе инженерных изысканий для подготовки документов территориального планирования, документации по планировке территории и выбора площадок (трасс) строительства жилых помещений должны быть установлены в соответствии с [1] границы максимальной дальности выброса лавин Lmax, чему соответствует минимальное значение тангенса угла ψ, обозначаемое как rmin. Значение rmin устанавливают по данным многолетних наблюдений. При их отсутствии для определения значений rmin используют методы, разработанные и успешно апробированные в районах со схожими природными условиями. При отсутствии таких методов значение rmin принимают равным 0,27.

Б.3.8 При отсутствии фактических данных, а также следов прохождения лавин в растительном покрове и рельефе, высота фронта текучих канализированных лавин hФ, м, может быть определена по ее зависимости от их скорости v и объема V:

для сухих лавин:hФ = (0,08lgV − 0,10) v (0,74+0,12lgV),(Б.11)

для мокрых лавин:hФ = 0,25V 0,3.(Б.12)

Б.4 При невозможности выполнения измерений нагрузок, создаваемых снежным покровом на склоне, их расчет рекомендуется осуществлять по приведенным в разделе формулам.

Б.4.1 При оценке статического воздействия снежного покрова на расположенное на склоне препятствие (сооружение) предполагается равномерное распределение по высоте давления снега, вызванного его сползанием и скольжением. Определяют высоту снежного покрова hn, м, заданной обеспеченности в месте расположения сооружения.

Б.4.2Составляющую давления, параллельную поверхности склона, S'п, Н/м, (рисунок Б.2) вычисляют по формуле

S'п = ρсп  g K N,(Б.13)

где ρсп – плотность отложенного в естественных условиях снежного покрова, кг/м3;

K – коэффициент сползания, определяемый по таблице Б.8 или по формуле

K = (2,5ρсп3−1,86ρсп2+1,06ρсп+0,54) sin2β,(Б.14)

где β – угол наклона склона, град;

N – коэффициент скольжения, определяемый по таблице Б.9.

Рисунок Б.2 – Параллельная склону (S'п), нормальная к склону (S'н) и результирующая (S') составляющие давления снега на расположенную по нормали к склону поверхность

Таблица Б.8 – Коэффициент сползания К как функция плотности снега ρсп и угла наклона склона β

Таблица Б.8Плотность, кг/м3 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 K/sin2β | 0,7 | 0,76 | 0,83 | 0,92 | 1,05

Таблица Б.9 – Классы подстилающей поверхности и коэффициент скольжения N

Таблица Б.9Класс подстилающей поверхности | Коэффициент скольжения | Экспозиция: ЗСЗ-С-ВСВ | Экспозиция: ЗСЗ-Ю-ВСВ Класс 1: валуны (глыбы) диаметром более или равным 30 см; мелкие и крупные скальные блоки | 1,2 | 1,3 Класс 2: высокий кустарник (ольха) или не менее 1 м в высоту подрост деревьев (сосна); бугристая поверхность, образованная дерниной и мелкими кустарниками (высотой не менее 0,5 м); сильно выраженные коровьи тропки; крупный осыпной материал диаметром от 10 до 30 см | 1,6 | 1,8 Класс 3: перемежающиеся дернина и мелкие (высотой до 1 м) кустарники; щебень диаметром до 10 см, перемежающийся с дерниной и мелкими кустарниками; бугристая поверхность, образованная слабо развитой дерниной и отдельными кустарниками высотой до 0,5 м, а также чередование ровной дернины и мелких кустарников; дернина со слабо выраженными коровьими тропками | 2,0 | 2,4 Класс 4: гладкая задернованная поверхность; гладкая поверхность, сложенная скальными плитами с параллельным склону расслоением; ровная поверхность, состоящая из перемешанной с щебнем почвы; болотистые впадины | 2,6 | 3,2

Б.4.3Нормальную к склону составляющую давления снега S'н, Н/м, вычисляют по формуле

S'н= S'п ,(Б.15)

,(Б.16)

гдеа – коэффициент, определяемый сжимаемостью снега при одноосном давлении, зависит от вида снега и изменяется в пределах от 0,2 до 0,5; определяют экспертным путем при условии, что для льда а = 0, для рыхлого свежевыпавшего снега а = 0,5;

S'п – параллельная поверхности склона составляющая давления, Н/м;

N – коэффициент скольжения;

ε – угол между направлениями результирующей и параллельной склону составляющих давления снега, град.

Б.5 Нагрузки, создаваемые текучими лавинами, при отсутствии инструментальных измерений рекомендуется определять по приведенным в подразделе формулам.

Рисунок Б.3 – Действие текучей лавины на сооружение, расположенное перпендикулярно ее направлению движения

Б.5.1 Давление текучей лавины Pтл, Па, (рисунок Б.3) вычисляют по формуле

Pтл = ρтл vтл2,(Б.17)

гдеρтл – плотность текучей лавины (для сухих лавин 300 кг/м3, для мокрых лавин 400 кг/м3);

vтл – скорость текучей лавины, м/с.

Б.5.2 Пиковое давление на препятствие Рпик, Па, действующее первые миллисекунды воздействия, рассчитывают по формуле

Рпик = 3Pтл.(Б.18)

Рисунок Б.4 – Давление лавины на расположенное под углом к направлению ее движения сооружение

Б.5.3 Нормальное Pн, Па, и касательное (тангенциальное) давление Pт , Па, (рисунок Б.4) вычисляют по формулам

Рн = ρтл vтл2sin2α,(Б.19)

Рт = μ Pн,(Б.20)

где α – угол между направлением движения лавины и поверхностью элемента сооружения, град;

μ – коэффициент трения, равный для контактной поверхности:

- снег/снег, снег/грунт – 0,30;

- снег на грубых почвах или шероховатых скалах – 0,40.

hтл – высота текучей лавины, м

Рисунок Б.5 – Определение высоты подпора лавины hподп необтекаемым препятствием

Б.5.4 Для необтекаемой преграды высоту подпора лавины hподп, м, (рисунок Б.5) вычисляют по формуле

,(Б.21)

где vтл – скорость текучей лавины, м/с;

λ – энергетическая постоянная, равная:

- для сухих, больших лавин – 1,5;

- для плотных (мокрых) лавин – от 2 до 3.

Давление подпора линейно уменьшается в пределах подпора от значения Pтл у начала подпора до 0 на высоте подпора hподп.

Рисунок Б.6 – Давление текучей лавины на обтекаемое препятствие с площадью сечения А

Б.5.5 Давление текучей лавины на обтекаемое препятствие Pтло, Па (рисунок Б.6) вычисляют по формуле

,(Б.22)

гдеcd – коэффициент сопротивления, определяемый по таблице Б.10.

Таблица Б.10 – Значения коэффициента сопротивления cd в зависимости от формы поперечного сечения сооружения, на которое оказывается воздействие текучей лавины

Таблица Б.10Форма сечения объекта | Значение коэффициента сопротивления | при сухом снеге | при мокром снеге Круг | 1,5 | от 3 до 5 Прямоугольник | 2 | от 4 до 6 Клин | 1,5 | от 3 до 6

Б.5.6 Результирующее значение силы удара текучей лавины , Н, по обтекаемому препятствию с площадью А, м2, на которую оказывается воздействие, вычисляют по формуле

(Б.23)

Рисунок Б.7 – Давление текучей лавины на прямоугольное препятствие

При расчете давления на параллельные направлению движения лавины поверхности (боковые стены) сооружения (рисунок Б.7) используется формула (Б.19). Угол α принимают равным 20°.

Б.5.7 Высоту подпора текучей лавины обтекаемым препятствием hподп м, вычисляют по формуле

,(Б.24)

гдеf – коэффициент, определяемый из соотношения ширины обтекаемого препятствия по нормали к направлению движения лавины b, м, и высоты фронта текучей лавины hФ, м, по таблице Б.11.

Таблица Б.11 – Значения понижающего коэффициента f в зависимости от соотношения ширины обтекаемого препятствия к высоте фронта лавины (b/hФ)

Таблица Б.11b/hф | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | ≥ 3 f | 0,1 | 0,4 | 0,7 | 0,9 | 1

Рисунок Б.8 – Перетекание наклонной поверхности здания (галереи)

Б.5.8 Нагрузка в результате перетекания лавиной крыши Pп, Па, (рисунок Б.8) вычисляют по формуле

,(Б.25)

где ρтл – плотность текучей лавины, кг/м3;

hф – высота фронта лавины, м;

δ – угол перетекания, град;

lп – длина поверхности перетекания, м.

Б.5.9 Давление снега от лавинных отложений на расположенный под ней материал (крышу) (структурная нагрузка) Pо, Па, вычисляют по формуле

Pо = (hф − hзд)ρо g,(Б.26)

где hзд – высота здания (галереи), м;

ρо – плотность лавинных отложений на поверхности, принимаемая равной 500 кг/м3.

Б.5.10 Давление лежащего на поверхности крыши здания естественного снежного покрова Pсп, Па, вычисляют по формуле

Pсп = hсп ρсп g,(Б.27)

где hсп – высота естественных отложений снега снежного покрова, м;

ρсп – плотность естественно отложенного снежного покрова, принимают равной 400 кг/м3.

Б.6 Большие лавины редко бывают в чистом виде текучими или пылевыми. Большинство лавин состоит из текучей и пылевой части (смешанные лавины). Между этими двумя частями находится переходный слой (слой сальтации). При этом границы между слоями размыты. При расчетах рекомендуется использовать схематичную модель, в которой принимаются условные границы между слоями (рисунок Б.9).

hтл – высота текучей лавины, м; Pn – давление лавины, передаваемой через естественно отложенный снег или предыдущие лавинные отложения по ходу движения, Па; Pтл – давление текучего слоя лавины, Па; Pс – давление слоя сальтации, Па; Pпыл – давление пылевого слоя лавины, Па

Рисунок Б.9 – Схематическое представление послойного давления смешанной лавины на узкое обтекаемое препятствие

При применении этой модели:

Б.6.1 Скорость пылевых лавин vпыл, м/с, определяют приближенно по формуле

vпыл = (Б.28)

где – средний угол наклона лавиноопасного склона, град;

с – коэффициент, определяемый в зависимости от угла наклона склона, м−1, по таблице Б.12.

Таблица Б.12 – Значения коэффициента с в зависимости от среднего угла наклона лавиноопасного склона

Таблица Б.12| ≤ 30 | 35 | 40 | ≥45 с | 0,00025 | 0,0004 | 0,00055 | 0,0006

Б.6.2 Расчет давления пылевой лавины производят в соответствии с расчетом текучих лавин (формулы Б.17–Б.23). При этом следует учитывать:

- рассчитываемое по формуле (Б.22) и таблице Б.13 давление пылевой лавины уменьшается от середины препятствия к его краям;

- на всех необращенных к направлению движения лавины сторонах сооружения создается динамическое разрежение, воздействие которого рассчитывается как полное давление пылевой лавины на сторону сооружения, обращенную к направлению движения лавин (cd = 1,0);

- пылевая лавина оказывает также гидростатическое давление на всю поверхность обтекаемого сооружения, типичные значения составляют от 0,5 кН/м2 до 2,0 кН/м2.

Таблица Б.13 – Значения коэффициента сопротивления cd в зависимости от поперечного сечения сооружения, на которое оказывается воздействие пылевой лавины

Таблица Б.13Форма сечения | Значение коэффициента сопротивления cd | Пылевой слой | Смешанный слой Круг | 1 | 1 Прямоугольник | 1,5 | 2 Клин | 1,2 | 1,5

Предполагается, что плотность пылевого слоя составляет 3–15 кг/м3, а плотность слоя сальтации 20–50 кг/м3.

Б.6.3 Давление, оказываемое пылевой лавиной на боковые стены и крыши сооружений Pбок, Па, вычисляют по формуле

Pбок = − ρпылvпыл2,(Б.29)

гдеρпыл – плотность пылевой лавины, кг/м3;

vпыл – скорость пылевой лавины, м/с.

Для плоских препятствий или крыш противолавинных галерей значения напряжения сдвига на участках, где имеется слой сальтации (в зоне транзита и в начальной части зоны лавинных отложений), составляют 0,5–5 кПа.

Б.6.4 Для определения изменения высоты пылевой лавины, dhпыл, по ходу движения от места ее образования, dx, существует приближенная оценка. Значение изменяется в зависимости от угла наклона склона (таблица Б.14). Для пылевых лавин предполагается линейное снижение давления от нижней границы слоя сальтации.

Таблица Б.14 – Значение отношения высоты пылевой лавины к пройденному расстоянию, dhпыл/dx, в зависимости от угла наклона склона

Таблица Б.14Угол наклона | Значение dhпыл/dx 10° | 0,05 30° | 0,10 50° | 0,15

Б.6.5 Высоту пылевой лавины hпыл, м, вычисляют по формуле:

hпыл = 10−5 lпыл vпыл2,(Б.30)

гдеlпыл – длина пути пылевой лавины до точки определения высоты, м.

Библиография

[1] Постановление Правительства Российской Федерации от 28 января 2006 г. № 47 (ред. от 2 августа 2016 г.) «Об утверждении Положения о признании помещения жилым помещением, жилого помещения непригодным для проживания и многоквартирного дома аварийным и подлежащим сносу или реконструкции»

___________________________________________________________________________

УДК 624.131 ОКС 91.040.01

Ключевые слова: снеголавинные исследования, метеорологические наблюдения, лавины, лавиноопасные районы, лавинная активность, зона зарождения лавины, зона транзита лавины, зона отложения лавины, дальность выброса лавины, конус выноса лавины, динамические характеристики снежных лавин

ИСПОЛНИТЕЛЬ

АО «НИЦ «Строительство»

Руководитель разработки | Генеральный директор | _______________ | А.В. Кузьмин

СОИСПОЛНИТЕЛЬ

ООО «ИГИИС»

Руководитель разработки | Генеральный директор | _______________ | М.И. Богданов Ответственный исполнитель | Первый заместитель генерального директора | _______________ | Г.Р. Болгова