Средние значения эксплуатационных показателей деревьев разных пород

Показатели	Порода деревьев
сосна	ель	берёза	осина
DK	(0,12…0,14)H	(0,14…0,20)H	(0,14…0,18)H	(0,16…0,20)H
LK	(0,2…0,3)H	(0,5…0,65)H	(0,3…0,4)H	(0,25…0,35)H
HD	(0,85…0,9)H	(0,5…0,6)H	(0,65…0,8)H	(0,85…0,92)H
HB	HD
HK	H-0,5LK
HC	0,32H

Эксплуатационные параметры спиливаемого дерева определяют глубину подпила (а) и толщину недопила (с). На рис. 1.4 представлены два варианта спиливания дерева: с подпилом при валке дерева бензиномоторными пилами (рис. 1.4 а) и без подпила машинным способом (рис. 1.4 б). Значения подпила и недопила, при использовании бензиномоторных пил, определяются на основе правил валки деревьев.

Глубина подпила зависит от наклона дерева или направления ветра:

– при обратном наклоне дерева или встречном ветре;

– для прямостоящих деревьев;

– при попутном наклоне дерева или попутном ветре.

Величина недопила зависит от диаметра дерева и составляет:

с= 0,01…0,02 м при D <0,2 м;

с= 0,02…0,03 м при D= 0,2…0,4 м;

с= 0,03…0,04 м при D= 0,4…0,6 м;

с= 0,04…0,05 м при D> 0,6 м.

а б

Рис. 1.4. Размеры дерева в месте спиливания и параметры подпила

Длина недопила (рис. 1.4, а) приближённо определяется по формуле

, м. (1.3)

В начальный момент падения дерева после спиливания с подпилом происходит его поворот вокруг оси центра тяжести сечения недопила (т. О на рис. 1.4 а). Расстояние между осью ствола дерева и осью центра тяжести недопила составляет

, м. (1.4)

При валке дерева без подпила (рис. 1.4, б) величину l можно определить из приближенного выражения

, м. (1.5)

Длина отрезка, соединяющего концы дуги сегмента (рис. 1.4, б)

м. (1.6)

Средняя длина недопила, при машинной валке без подпила

, м (1.7)

Вес дерева определяется из суммы веса ствола, коры, кроны и осадков (снега для хвойных деревьев).

Вес ствола

, Н, (1.8)

где G_хл – вес хлыста, Н;

G_к – вес коры, Н.

Вес хлыста без коры

, Н, (1.9)

где q_с – объём хлыста, м³;

γ_с – объёмный вес древесины хлыста (табл. 1.3), Н/м³.

Вес коры

, Н, (1.10)

где q_к – объём коры, м3;

γ_к – объёмный вес коры, Н/м3.

Объем коры зависит от объема хлыста и составляет в среднем:

для сосны

для ели

для березы и осины

для лиственницы .

Вес кроны

, Н, (1.11)

где q_кр – объём кроны, м³;

γ _кр – объёмный вес кроны, Н/м³;

К_л – коэффициент, учитывающий вес листьев или хвои (для ели К_л = 2,0 для сосны, лиственницы, берёзы и осины; К_л = 1,3; для лиственницы, берёзы и осины в зимний период К_л = 1,0).

Значения объёмного веса древесины хлыста, коры и кроны приведены в табл. 1.3.

Т а б л и ц а 1.3

Объёмный вес древесины, коры и кроны в свежесрубленном состоянии

Объём кроны зависит от породы и объёма хлыста и сос­тавляет в среднем:

для сосны ;

для лиственницы ;

для ели ;

для березы ;

для осины ;

В зимний период времени при валке сосны и ели учитывается также вес осадков (вес снега), центр тяжести которых можно принять совпадающим с центром тяжести кроны.

Вес осадков (вес снега)

, Н, (1.7)

где ρ_сн – удельное давление снега на крону (приведенное к площади сечения ствола на высоте груди), Н/м²; для сосны ρ_сн = (4...6)·10⁴ Н/м², для ели ρ_сн = (5...20)·10⁴ Н/м².

Из внешних воздействий на стоящее дерево наибольшее значение имеет ветровая нагрузка, которую можно приближенно рассматривать как силу лобо­вого сопротивления кроны. При этом силой воздействия ветра на ствол можно пренебречь.

Сила лобового сопротивления кроны

, Н, (1.8)

где С_х – коэффициент лобового сопротивления кроны (величина С_х зависит от скорости ветра), с²м;

ρ – плотность воздуха (ρ =1,25 Н/м³);

S_к – площадь лобового сопротивления кроны, м²;

V_В – средняя скорость ветра, м/с;

К_Д – коэффициент, учитывающий пульсацию скоростного напора и динамичность возникающих при этом нагрузок (К_Д =1,4...1,6; меньшие значения принимаются для деревьев высотой до 30 м, а большие – для деревьев высотой до 40 м).

Коэффициент лобового сопротивления кроны

, с²/м, (1.9)

где m₀, m₁, m₂ – коэффициенты корреляционного уравнения (определяются по табл. 1.4).

Т а б л и ц а 1.4

Коэффициенты уравнения для определения С_х

Площадь лобового сопротивления кроны

, м², (1.10)

где f₁ – коэффициент формы кроны;

f₂ – коэффициент густоты кроны (для деревьев, сбрасывающих листву или хвою, значения коэффициентов зимой и летом различны).

Значения коэффициентов f₁ и f₂ приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Коэффициенты формы и густоты кроны