寒旱所合作提出計算非均質土壤凍融深度的簡易算法
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中國科學院寒區旱區環境與工程研究所科研人員與加拿大多倫多大學科研人員合作提出了將斯蒂芬方程運用到計算分層堆積土壤凍融深度的簡易算法。這壹算法的提出爲模擬計算非均質岩土組成的活動層凍融深度提供了簡單易行的方法。
據悉，斯蒂芬方程是奧地利科學家stefan教授於1890年提出的傅立葉熱傳導方程近似解的公式表達，最初用於模擬北極地區湖冰的凍結和消融過程。1943年berggren教授將其用於計算土層的凍結消融後在凍土學領域得到了廣泛的應用。斯蒂芬方程由於其簡單的形式和相對可靠模擬效果，目前仍然在冰川學、凍土學中得到廣泛的應用。然而，土壤不同於冰體那樣是由均質成分構成，在不同深度岩土成分、結構以及水分條件等通常有較大的差異。將本來用於計算均質冰體凍融厚度的斯蒂芬方程應用到非均質的岩土中，必然會引起壹定的計算誤差。因此，不同時期不同的學者提出了壹些將斯蒂芬方程用於計算分層堆積土壤凍融深度的算法，如國外文獻中廣泛應用的jl-算法，國內徐學祖研究員提出的分層總和法等。值得指出的是，jl-算法自1950年代提出以來，在工程計算中得到了廣泛的應用，並被應用到許多大型的數學模型中。
最近，寒旱所科研人員與加拿大多倫多大學科研人員發現這壹算法是基於錯誤的數學變換得出的，並不能將斯蒂芬方程運用到非均質的土壤。同樣的，分層總和法也存在數學方法上的錯誤。因此，利用類比遞推的方法，寒旱所科研人員與加拿大多倫多大學科研人員合作提出了將斯蒂芬方程運用到計算分層堆積土壤凍融深度的簡易算法。通過該算法，可以直接將不同層土壤的熱物理參數用於公式中計算，而不再通過平均的方法取多層土壤參數的平均值，有效地消除了計算誤差。這壹算法可以運用到任意多層和任意厚度的土壤中，是目前唯壹能將斯蒂芬方程應用到計算分層堆積土壤凍融深度的算法。
該研究成果發表在permafrostandperiglacialprocesses上。
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中国企业链版权所有 &　　【提问】设计图纸上只给了污水井的井深，以及排水管的管径以及长度，如何计算平均深度，比如说A井井深为-1.88，B井井深-1.95，C井井深-2，排水管的管径为dn200长度分别为14.05，10.64，请问如何计算该排水管的埋地深度。本人新手，恳请各位老师指教。 问题补充： 对不起是如何计算该排水管的平均埋地深度。　　学员ajkdjdk你好，您的问题答复如下：　　【答案】要求计算准确的话，每管道的中间是平均值，按照管道埋深、管径、垫层厚度等考虑挖土深度，计算放坡量，逐一累计和。管道井按照管道土方的总量比例，按照计算规则汲取简单计算是按照起点标高、终点标高取平均计算挖土方的深度，统一计算挖土放坡，粗略计算土方量，管道井按照管道土方的总量比例，按照计算规则汲取。按照常规，管道埋设在冻土层下，以防冬季损坏。一般是深度不小于700mm的覆土层。
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