Mehanika tal: njena vsebina in mesto, glavne značilnosti in katere sile delujejo

Pri gradnji so pomembne lastnosti tal, še posebej, kako se različne vrste tal obnašajo pod obremenitvijo in kako na to vplivajo same zgradbe. Obstaja posebna disciplina, ki proučuje trdnost in stabilnost talnih mas ter pogoje za njihovo uporabo kot temelje za gradnjo objektov. Razmislite, kaj je vključeno v koncept mehanike tal, kako pravilno izračunati parametre tal.

Gostota tal

Gostota je lastnost tal, ki jo določa razmerje med specifično težo in prostornino. Odvisna je od mineraloške sestave tal, pa tudi od stopnje razpršenosti, zato so ilovnate prsti gostejše od peščenih, kljub temu, da je njihova mineralna sestava enaka.

Med fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi prsti velja gostota za eno glavnih. Glede na značilno gostoto lahko ocenimo njihovo stanje. Določitev gostote je potrebna pri gradnji cest, temeljev stavb (za porazdelitev napetosti na podlagi), pri polaganju komunikacij, za izračun odpornosti pobočij na plazove, posedke zgrajenih stavb, za določitev količine zemeljskih del.

Gostota vpliva na vodoprepustnost tal. Če je vlažna ali ima dobro vpojnost, se lahko po izgradnji stavbe usede, pozimi se pojavi še en problem - zmrzal. Poznavanje gostote tal bo pomagalo preprečiti uničenje ali poplavljanje stavbe, izbrati prave materiale za gradnjo.

Gostota delcev

To je fizikalna lastnost tal, odvisna je od mineralne sestave, organomineralnih in organskih snovi.Gostota delcev je razmerje med maso trdnih delcev popolnoma suhe (brez vlage) zemlje in njene prostornine z nemoteno strukturo. Odvisno od mineralne sestave, gostoto delcev določajo strukturne vezi in struktura, poroznost tal. Več mineralov kot vsebuje prst in manj poroznosti, gostejša je.

Vrednost gostote delcev določa vrednosti trdnostnih in deformacijskih karakteristik, ki ocenjujejo nosilnost zemljin in možnost njihove uporabe za gradnjo objektov.

Vlažnost tal

Vlaga je razmerje med maso tekočine v tleh in njeno suho maso. Od te lastnosti je odvisna nosilnost tal. Pri skoraj vseh tleh, razen pri grobozrnatih kamninah in grobem pesku, se z naraščajočo vlažnostjo zmanjša nosilnost. Torej, za vodo nasičeno bo manj kot za suho.

Laboratorijsko določite vlažnost z metodo zbijanja, torej ugotovite, pri kakšni vsebnosti vlage bo prst pridobila največjo gostoto. Značilnost je izražena v odstotkih, od 0 do 100 %. Optimalna vlažnost za pesek je 8-14%, za peščeno ilovnico - 9-15%, ilovnato - 12-18% in glino - 16-26%.

Razdelitev velikosti zrn

Granulometrična ali mehanska sestava - odstotek delcev različnih velikosti v zemlji ali kamnini, ne glede na njeno kemično in mineralno sestavo. Delci prsti so izolirani ostanki kamnin, mineralov, amorfnih spojin in drugih sestavin sestavin prsti, ki so v kemični vezi. Delci podobne velikosti se združijo v frakcije. Obstajajo naslednje vrste mehanskih elementov tal: organomineralni, organski in mineralni.

Frakcije delcev se nahajajo v tleh ali kamninah v različnih količinskih razmerjih in imajo različne lastnosti.Posledično imajo tla tudi neenake lastnosti. Vso pestrost tal in kamnin glede na mehansko sestavo lahko združimo v skupine, za katere bodo značilne podobne fizikalne in kemijske lastnosti. Razvrstitev temelji na razmerju peska in gline. Velikosti frakcij peska in gline so določene s premerom delcev, ki so večji oziroma manjši od 0,01 mm.

Kmetijske lastnosti zemlje so odvisne od mehanske sestave, na primer sposobnosti prehajanja in zadrževanja vlage in zraka, procesov gibanja snovi, akumulacije in transformacije, strukture, toplotnih in zračnih načinov. In navsezadnje je odvisno od tega, kako rodovitna bo zemlja, tako s stalno obdelavo, zalivanjem, gnojenjem kot brez njih.

Gostota suhe zemlje

Definirano kot razmerje med maso popolnoma suhe zemlje (brez vlage v porah) in prostornino, ob upoštevanju prostornine por. Karakteristika se meri v g na kubični meter. glej, lahko se določi, če sta znani vlaga in poroznost. Izračuni se izvajajo v laboratorijskih pogojih.

Faktor poroznosti

Koeficient kaže prisotnost majhnih praznin v tleh. Izračunano kot odstotno razmerje med prostornino praznine in skupno prostornino. Za določanje vrednosti na različnih tleh se uporabljajo različne metode. Na ilovnatih tleh se zaradi kohezije določi poroznost v skladu z volumetrično in specifično težo tal, odvzetih za vzorec.

Določitev koeficienta poroznosti je nujna pri pripravi na gradnjo, saj obstaja povezava med njim in drugimi značilnostmi. Stopnja nosilnosti je odvisna od indeksa poroznosti, z zmanjšanjem poroznosti se zmanjšuje. Brez podatkov o poroznosti je nemogoče spoznati stopnjo odpornosti tal, ugotoviti morebitno deformabilnost zgradb.

Deformacije stavb nastanejo zaradi premikanja in stisljivosti delcev zemlje, na primer zaradi učinkov padavin. Manjša in enakomerna ne zmanjšata stabilnosti zgradb, lahko pa velika količina vlage povzroči neželene deformacije. Še bolj nevarni so neravni posedki, ki lahko povzročijo premike in nagibe, kar vodi do preobremenitev nosilnih konstrukcij. Če stisljivost tal pod različnimi deli temelja ni enaka ali je obremenitev nanjo različna, lahko pogosto naletite na deformacijo zgradbe v obliki razpok in posedanja.

Stopnja vlažnosti

To je razmerje med naravno vlažnostjo tal in vlago, ki ustreza vlagi v porah, napolnjenih z vodo, v katerih ni zračnih mehurčkov. Tla se štejejo za nizko vlago z indikatorji od 0 do 0,5, mokra - od 0,5 do 0,8 in nasičena z vodo - od 0,8 do 1. Glinena tla so pogosto bolj mokra, peščena oziroma suha.

Kalkulator za izračun parametrov tal

Pri projektiranju objektov se uporabljajo različni računski modeli, ki se uporabljajo za zemljine različnih zahtevnosti. Pri splošnih nalogah je glavna ocena nosilnost, ki razkriva trdnostne in deformacijske lastnosti temeljev. Vendar pa lahko osnovni modeli izračuna pomagajo pri njihovem izračunu za posebne naloge.

Za poenostavitev izračunov pri izdelavi projekta se uporablja Prandtlova formula, ki pomaga izračunati nosilnost tal. Za določitev stopnje stabilnosti in trdnosti podlage ter določitev možne deformacije je potrebno določiti stopnjo napetosti. Za to se lahko uporabijo enačbe, ki temeljijo na linearnem razmerju med napetostjo in deformacijo, na primer Hookov zakon. Tako obremenitev na podlago ne sme biti večja od končne odpornosti tal.

Izračun se izvede glede na nosilnost, da se določi morebitna izguba stabilnosti zgradbe, narava uničenja, stopnja deformacije in njen tip.Izračuna tudi stanje, v katerem je lahko normalno delovanje oteženo, vzdržljivost zgradbe je zmanjšana zaradi možnosti posedanja, naklonov ipd.

Fizikalne lastnosti tal so določujoče značilnosti, po katerih je mogoče ugotoviti stanje tal, možnost spreminjanja parametrov pod vplivom različnih fizikalnih in kemičnih dejavnikov.

Za določitev vrste zemljine in njenega obnašanja kot osnove za gradnjo, lastnosti, potrebnih za projektantske odločitve, je predpogoj določitev fizikalnih in mehanskih lastnosti z laboratorijskimi metodami.