Вес любого блока снега, условно выделенного из снежного покрова на склоне, можно разложить на две составляющие — усилие, перпендикулярное склону, и усилие, направленное па- раллельно склону (рис. 4.2, а). Эти усилия обусловливают на- личие в снежном покрове напряжений сжатия перпендикулярно склону су и напряжений сдвига т. На ровном склоне эти на- пряжения определяются плотностью р; и ТтолщИНой ; слоев снега над рассматриваемой поверхностью и углом наклона склона : ^ о, =. ревй, соз , ‚ (4.1) тде @— ускорение силы тяжести; у— расстояние от поверхно- сти склона до рассматриваемой поверхности; й — общая толщи- на снежного покрова. Напряжения с вызывают одноосное сжатие снега без воз- можности бокового расширения (компрессионное уплотнение): @у @р _ б (4.2) @ е@ л ° где — — скорость относительного сжатия; к— коэффи- @Ё циент компрессионной вязкости снега. Уплотнение снега сопровождается понижением — поверхности снежного покрова. Скорость осадки поверхности оу=» ©опреде- ляется уравнением & — Б‘П_уау: бай?сов (4.3) ©,/ = к Эчк где р— средняя плотность снега по толщине снежного покрова; лк— среднее значение коэффициента компрессионной вязкости. Как видно из этого уравнения, скорость осадки поверхности снежного покрова определяется прежде всего его толщиной и величиной коэффициента пк, который в свою очередь — изме- няется в зависимости от плотности и температуры снега. В есте- ственных условиях скорость понижения поверхности снежного покрова составляет от нескольких миллиметров в сутки для плотного снега до десятков сантиметров для свежего рыхлого снега. Под действием быстро увеличивающейся нагрузки во время интенсивного снегопада, а также вследствие - изменения структуры снега в процессе метаморфизма в некоторых слоях 48 снежного покрова может происходить механическое разруше- ние первоначальных структурных связей между зернами, сопро- вождающееся скачкообразным увеличением плотности этого слоя и резким оседанием поверхности снежного покрова. Наличие напряжений сдвига вызывает вязкое течение снеж- ного покрова вниз по склону. Скорость перемещения слоя сне- га, расположенного на расстоянии у от поверхности склона, со- ставляет @ - = -- ау= ВЕН ов— 44 п : тде 1 — коэффициент сдвиговой вязкости. Скорость перемещения поверхности снежного покрова вниз по склону увеличивается по мере увеличения крутизны склона и мощности снежного покрова. По мере уплотнения снега его вязкость увеличивается и соответственно скорость перемещения уменьшается. Повышение температуры снега увеличивает ско- рость течения покрова. Увеличение скоростей течения — наблю- дается также в процессе метаморфизма снега, если этот про- цесс развивается в сторону уменьшения относительной — кон- тактной поверхности зерен и разупрочнения снега. Реальные скорости вязкого течения поверхностных слоев снежного покро- ва на склонах чаще всего находятся в пределах до 1 см/сут. В весеннее время они могут повышаться до 10 см/сут и более, однако при скоростях более 10 см/сут вероятен переход в ста- дию ускоряющейся лползучести с нарушением — устойчивости снежного покрова (рис. 4.2, 6}. Помимо напряжений су и т в снежном покрове действуют напряжения параллельно поверхности покрова: (4-5) где у — коэффициент бокового расширения. На неровных склонах возникают дополнительные напряже- ния сжатия или растяжения, пбусловленные изменчивостью: СКОРОСТЕЙ течения снежного покрова в зависимости от угла на- клона и пространственной неоднородностью высоты, плотности и вязкости снега. На выпуклых формах рельефа создаются ус- ловия для возникновения растягивающих уСИЛНй. а на УЧЗСТКЗХ с вогкутой поверхностью возникают дополнительные напряже- ния сжатия (рис. 4.3). Напряжения растяжения не оказывают существенного влияния на скорость уплотнения снега, а вот до- полнительные напряжения сжатия могут существенно ускорять процесс уплотнения снега. В результате этого плотность снеж- ного покрова на вогнутых участках склонов зачастую бывает болыше, чем на вблизи расположенных гладких склонах и участках с выпуклой формой рельефа. 49