Определение прочности и плотности снега

Для определения 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. Высота твердомера 1050 мм. Конус твердомера делается из дюрали или из дерева, обшитого жестью или Листовым алюминием, и жестко скрепляется с площадкой для ступни. Угол конуса у вершины -34°12', высота - 130 мм, диаметр осно­вания 80мм.

Площадка для ступни имеет размеры 300х120 мм. Верти­кальная стойка высотой 700 мм имеет внизу квадратную пластину — 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 жестко скреплена двумя фанерными косынками 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. Правила пользования твердомером:

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 центр тяжести своего тела, затем записать показание прибора по шкале. Прочность уплотненного снега в зависимости от при­кладываемой нагрузки и глубины погружения конуса определяется по графику (рис. 3) или по формуле

(1)

где σ - прочность снега, кПа (кгс/см);

Р - нагрузка на конус, кгс;

h₂ - глубина погружения конуса, см.

Рис. 1. Твердомер НИАС: 1 - конус; 2 - площадка для ступни; 3 - вертикальная стойка;

4 - вертикальная доска-упор

Рис. 2. Чертежи конусного твердомера

Рис. 3. Зависимость глубины погружения конуса от прочности снега

Рис. 4. Пружинный плотномер: А - пружинные весы с мерным стаканчиком; В - пробоотборник

1 - кольцо (по месту); 2 - втулка; 3 - корпус; 4 – пружина (подбирается на растяжение); 5 - шкала; 6 - направляющая шкала; 7 - дужка (по месту); 8 - мерный стаканчик; 9 - головка; 10 – корпус пробоотборника; 11 - опорная площадка. Примечание. Материал ст. 3

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

Рис. 5. Втулка (2). Примечание. Материал ст. 3

Рис. 6. Корпус (3). Примечание. Материал - дюралевая трубка

Рис. 7. Шкала (5). Примечание. Материал - дюраль

Рис. 8. Направляющая шкала (6). Примечание. Материал ст. 3

Рис. 9. Мерный стаканчик (8 ). Примечание. Материал - дюраль

Рис. 10. Головка пробоотборника (9). Примечание. Материал ст. 3

Рис. 11. Корпус пробоотборника (10). Примечание. Материал ст. 3

Рис. 12. Опорная площадка (11). Примечание. Материал ст. 3

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 только за счет срезания снега.

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 вверх 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.

5. Периодически (два-три раза в месяц) производится контрольная проверка показаний шкалы пружинных весов, для чего мерный стаканчик загружается набором гирь в 10, 20, 30 и 100 г. В случае несоответствия пока­заний на шкале необходимо нанести новые деления.

Плотность снега вычисляется по формуле

(2)

где Q масса пробы, определенная по шкале, г;

V - объем пробы снега, равный объему мерного ста­канчика, см³.

Приложение 23