Talajmechanika: tartalma és helye, főbb jellemzői és milyen erők hatnak

A talaj tulajdonságai fontosak az építőiparban, különösen az, hogy a különböző talajtípusok hogyan viselkednek terhelés alatt, és maguk az épületek hogyan hatnak rá. Létezik egy speciális tudományág, amely a talajtömegek szilárdságát és stabilitását, valamint a szerkezetek építésének alapjaként való felhasználásuk feltételeit vizsgálja. Fontolja meg, mit tartalmaz a talajmechanika fogalma, hogyan kell helyesen kiszámítani a talajparamétereket.

Talajsűrűség

A sűrűség a talaj tulajdonsága, amelyet a fajsúly és a térfogat aránya határoz meg. Ez függ a talaj ásványtani összetételétől, valamint a szóródás mértékétől, ezért az agyagos talajok sűrűbbek, mint a homokosak, annak ellenére, hogy ásványi összetételük azonos.

A talajok fizikai és mechanikai tulajdonságai közül a sűrűséget tartják az egyik főnek. A jellemző sűrűség alapján lehet megítélni állapotukat. A sűrűség meghatározása szükséges utak építésénél, épületek alapozásánál (az alapra ható feszültségek elosztása érdekében), a kommunikáció fektetésekor, a rézsűk földcsuszamlással szembeni ellenállásának kiszámításához, az épített épületek betelepítéséhez, a földmunkák mennyiségének meghatározásához.

A sűrűség befolyásolja a talaj vízáteresztő képességét. Ha nedves, vagy jó a nedvszívó képessége, akkor az épület felépítése után le is tud ülni, télen újabb probléma adódik - fagyfelverődés. A talaj sűrűségének ismerete segít megelőzni az épület pusztulását vagy elárasztását, válassza ki a megfelelő anyagokat az építkezéshez.

Részecskesűrűség

Ez a talaj fizikai jellemzője, az ásványi összetételtől, a szerves ásványi és szerves anyagoktól függ.A részecskesűrűség a teljesen száraz (nedvesség nélküli) talaj szilárd részecskéinek tömegének és a zavartalan szerkezetű talaj térfogatának aránya. Az ásványi összetételtől függően a részecskék sűrűségét a szerkezeti kötések és a szerkezet, a talaj porozitása határozza meg. Minél több ásványi anyagot tartalmaz a talaj és minél kisebb a porozitása, annál sűrűbb.

A részecskesűrűség értéke határozza meg a szilárdsági és alakváltozási jellemzők értékeit, amelyek a talajok teherbíró képességét és szerkezetépítési felhasználásának lehetőségét értékelik.

Talajnedvesség

A nedvesség a talajban lévő folyadék tömegének a száraz tömegéhez viszonyított aránya. A talaj teherbíró képessége ettől a tulajdonságtól függ. Szinte minden talajban, kivéve a durva szemcsés kőzeteket és a durva homokot, a nedvesség növekedésével csökken a teherbírás. Tehát egy vízzel telítettnél kevesebb lesz, mint egy száraznál.

Határozza meg a páratartalmat a laboratóriumban tömörítési módszerrel, azaz határozza meg, hogy milyen nedvességtartalom mellett lesz a talaj a legnagyobb sűrűségű. A jellemző százalékban van kifejezve, 0 és 100% között. A homok optimális páratartalma 8-14%, a homokos vályogé - 9-15%, a vályogé - 12-18% és az agyagé - 16-26%.

Szemcseméret-eloszlás

Granulometrikus vagy mechanikai összetétel – a különböző méretű részecskék százalékos aránya a talajban vagy kőzetben, függetlenül azok kémiai és ásványi összetételétől. A talajrészecskék kőzetek, ásványok, amorf vegyületek és a talajkomponensek egyéb összetevőinek izolált maradványai, amelyek kémiai kötésben állnak. A hasonló méretű részecskéket frakciókká egyesítik. Vannak ilyen típusú talajmechanikai elemek: szerves ásványi, szerves és ásványi.

A részecskefrakciók különböző mennyiségi arányban találhatók meg a talajban vagy a kőzetekben, és eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek.Ennek eredményeként a talajok tulajdonságai is egyenlőtlenek. A talajok és kőzetek mechanikai összetételét tekintve minden változata olyan csoportokba foglalható, amelyeket hasonló fizikai és kémiai tulajdonságok jellemeznek. Az osztályozás a homok és az agyag arányán alapul. A homok- és agyagfrakciók méretét a részecskék átmérője határozza meg, amelyek 0,01 mm-nél nagyobbak, illetve kisebbek.

A föld mezőgazdasági tulajdonságai a mechanikai összetételtől függenek, például a nedvesség és a levegő áteresztő- és visszatartási képességétől, az anyagok mozgási folyamataitól, a felhalmozódástól és átalakulástól, a szerkezettől, a hő- és levegőmódoktól. És végső soron attól függ, mennyire lesz termékeny a föld, állandó műveléssel, öntözéssel, műtrágyázással és ezek nélkül is.

Száraz talaj sűrűsége

Az abszolút száraz (a pórusokban lévő nedvesség nélküli) talaj tömegének és térfogatának aránya, figyelembe véve a pórusok térfogatát. A karakterisztikát g per köbméterben mérik. lásd, meghatározható, ha ismert a nedvesség és a porozitás. A számításokat laboratóriumi körülmények között végezzük.

Porozitási tényező

Az együttható kis üregek jelenlétét mutatja a talajban. Az üres térfogat és a teljes térfogat százalékos arányaként számítva. Különböző talajokon különböző módszereket alkalmaznak az érték meghatározására. Agyagos talajokon a kohézió miatt a porozitást a mintához vett talaj térfogatának és fajsúlyának megfelelően határozzuk meg.

A porozitási együttható meghatározása az építkezésre való felkészülés során szükséges, mivel összefüggés van a többi jellemzővel. A teherbírás mértéke a porozitási indextől függ, a porozitás csökkenésével csökken. Porozitási információ nélkül lehetetlen megismerni a talajellenállás mértékét, meghatározni az épületek esetleges deformálhatóságát.

Az épületek deformációja a talajrészecskék mozgása és összenyomhatósága miatt következik be, például a csapadék hatására. A csekély és egységes nem csökkenti az épületek stabilitását, de a nagy mennyiségű nedvesség nem kívánt deformációkat okozhat. Az egyenetlen beültetések még veszélyesebbek, elmozdulásokat, dőléseket okozhatnak, ami a teherhordó szerkezetek túlfeszítéséhez vezethet. Ha az alapozás különböző részei alatt a talaj összenyomhatósága nem azonos, vagy eltérő a terhelés, akkor gyakran találkozhatunk az épület deformációjával repedések és süllyedés formájában.

A páratartalom foka

Ez a természetes talajnedvesség és a nedvesség aránya, amely megfelel a vízzel teli pórusokban lévő nedvességnek, amelyben nem maradnak légbuborékok. A talaj alacsony nedvességtartalmú, 0 és 0,5 közötti, nedves - 0,5 és 0,8 közötti, vízzel telített - 0,8 és 1 közötti mutatókkal. Az agyagos talajok gyakran nedvesebbek, homokosak, illetve szárazak.

Számológép talajparaméterek kiszámításához

Épületek tervezésénél különböző számítási modelleket alkalmaznak, melyeket változó bonyolultságú talajokhoz használnak. Az általános feladatoknál a fő értékelés a teherbírás, amely feltárja az alapok szilárdsági és alakváltozási tulajdonságait. Az alapvető számítási modellek azonban segíthetnek ezek kiszámításában bizonyos feladatokhoz.

A számítások egyszerűsítése érdekében a projekt létrehozásakor a Prandtl-képletet használják, amely segít kiszámítani a talaj teherbíró képességét. Az alap stabilitási és szilárdsági fokának meghatározásához és a lehetséges alakváltozás meghatározásához meg kell határozni a feszültség mértékét. Ehhez olyan egyenletek alkalmazhatók, amelyek a feszültség és az alakváltozás lineáris kapcsolatán alapulnak, például a Hooke-törvény. Így az alap terhelése nem lehet nagyobb, mint a végső talajellenállás.

A számítást a teherbírás szerint végezzük az épület esetleges stabilitásveszteségének, a roncsolás jellegének, az alakváltozás mértékének és típusának meghatározására.Kiszámítja azt az állapotot is, amelyben a normál működés nehézkes lehet, az épület tartóssága csökken a süllyedés, lejtések stb. lehetőségétől.

A talajok fizikai tulajdonságai azok a meghatározó jellemzők, amelyek alapján megállapítható a talaj állapota, a paraméterek megváltoztatásának lehetősége különböző fizikai és kémiai tényezők hatására.

A talaj típusának és viselkedésének építési alapként történő meghatározása, a tervezési döntésekhez szükséges tulajdonságok, a fizikai és mechanikai jellemzők laboratóriumi módszerekkel történő meghatározása előfeltétel.