Dirvožemio mechanika: jos turinys ir vieta, pagrindinės charakteristikos ir kokios jėgos veikia

Statyboje svarbios dirvožemio savybės, ypač tai, kaip skirtingų tipų gruntas elgiasi veikiant apkrovai ir kaip ją veikia patys pastatai. Yra speciali disciplina, tirianti dirvožemio masių stiprumą ir stabilumą bei jų naudojimo kaip konstrukcijų pamatų sąlygas. Apsvarstykite, kas įtraukta į dirvožemio mechanikos sąvoką, kaip teisingai apskaičiuoti dirvožemio parametrus.

Dirvožemio tankis

Tankis yra dirvožemio savybė, kurią nulemia savitojo svorio ir tūrio santykis. Tai priklauso nuo dirvožemio mineraloginės sudėties, taip pat nuo dispersijos laipsnio, todėl molingi dirvožemiai yra tankesni nei smėlingi, nepaisant to, kad jų mineralinė sudėtis yra vienoda.

Tarp fizinių ir mechaninių dirvožemio savybių tankis laikomas vienu iš pagrindinių. Pagal būdingą tankį galima spręsti apie jų būklę. Tankumo nustatymas būtinas tiesiant kelius, pastatų pamatus (pagrindui paskirstyti įtempiams), tiesiant komunikacijas, skaičiuojant šlaitų atsparumą nuošliaužoms, pastatytų pastatų sėdėjimus, nustatyti žemės darbų kiekį.

Tankis turi įtakos dirvožemio vandens pralaidumui. Jei jis drėgnas ar turi gerą įgeriamumą, tai po pastato statybos gali atsisėsti, žiemą iškyla kita problema - šerkšnas. Grunto tankio žinojimas padės išvengti pastato sunaikinimo ar užliejimo, statybai pasirinkite tinkamas medžiagas.

Dalelių tankis

Tai yra fizinė dirvožemio savybė, ji priklauso nuo mineralinės sudėties, organinių mineralinių ir organinių medžiagų.Dalelių tankis – visiškai išdžiūvusio (be drėgmės) dirvožemio kietųjų dalelių masės ir nepažeistos struktūros dirvožemio tūrio santykis. Priklausomai nuo mineralinės sudėties, dalelių tankį lemia struktūriniai ryšiai ir struktūra, dirvožemio poringumas. Kuo daugiau mineralinių medžiagų dirvožemyje ir kuo mažiau poringumo, tuo jis tankesnis.

Dalelių tankio reikšmė lemia stiprumo ir deformacijų charakteristikų dydžius, kurie įvertina gruntų laikomąją galią ir jų panaudojimo konstrukcijų statybai galimybę.

Dirvožemio drėgmė

Drėgmė – tai dirvoje esančio skysčio masės ir sausos masės santykis. Nuo šios savybės priklauso dirvožemio laikomoji galia. Beveik visuose dirvožemiuose, išskyrus stambiagrūdžius uolienas ir stambaus smėlio, laikomoji galia mažėja didėjant drėgmei. Taigi, prisotintam vandeniu, jis bus mažesnis nei sausam.

Laboratorijoje drėgmę nustatykite tankinimo metodu, tai yra nustatykite, prie kokio drėgnumo dirvožemis įgaus didžiausią tankį. Charakteristika išreiškiama procentais, nuo 0 iki 100%. Optimali smėlio drėgmė yra 8-14%, priesmėlio - 9-15%, priemolio - 12-18% ir molio - 16-26%.

Grūdelių dydžio pasiskirstymas

Granulometrinė arba mechaninė sudėtis – įvairaus dydžio dalelių procentas dirvožemyje ar uolienoje, neatsižvelgiant į jų cheminę ir mineralinę sudėtį. Dirvožemio dalelės yra izoliuotos uolienų, mineralų, amorfinių junginių ir kitų dirvožemio komponentų, kurie yra cheminėje jungtyje, liekanos. Panašaus dydžio dalelės sujungiamos į frakcijas. Yra tokių dirvožemio mechaninių elementų tipų: organinių mineralinių, organinių ir mineralinių.

Dirvožemyje ar uolienose dalelių frakcijos randamos skirtingais kiekybiniais santykiais ir turi skirtingas savybes.Dėl to dirvožemiai taip pat turi nevienodų savybių. Visą dirvožemio ir uolienų įvairovę pagal mechaninę sudėtį galima sujungti į grupes, kurios pasižymės panašiomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. Klasifikacija pagrįsta smėlio ir molio santykiu. Smėlio ir molio frakcijų dydžiai nustatomi pagal dalelių skersmenį, kuris yra didesnis arba atitinkamai mažesnis nei 0,01 mm.

Žemės agrarinės savybės priklauso nuo mechaninės sudėties, pavyzdžiui, gebėjimo praleisti ir išlaikyti drėgmę bei orą, medžiagų judėjimo, kaupimosi ir virsmo procesų, sandaros, šiluminių ir oro režimų. Ir galiausiai tai priklauso nuo to, kokia derlinga bus žemė – tiek nuolatos dirbant, laistant, tręšiant, tiek be jų.

Sausos dirvožemio tankis

Apibrėžiamas kaip visiškai sauso dirvožemio (be drėgmės porose) masės ir tūrio santykis, atsižvelgiant į porų tūrį. Charakteristika matuojama g kubiniam metrui. galima nustatyti, jei žinoma drėgmė ir poringumas. Skaičiavimai atliekami laboratorinėmis sąlygomis.

Akytumo koeficientas

Koeficientas rodo, kad dirvožemyje yra mažų tuštumų. Apskaičiuojamas kaip procentinis tuščios tūrio ir bendro tūrio santykis. Skirtinguose dirvožemiuose vertei nustatyti naudojami skirtingi metodai. Molio dirvožemyje dėl sanglaudos poringumas nustatomas pagal mėginiui paimto dirvožemio tūrinį ir savitąjį svorį.

Akytumo koeficiento nustatymas yra būtinas ruošiantis statybai, nes yra ryšys tarp jo ir kitų charakteristikų. Laikamosios galios lygis priklauso nuo poringumo indekso, jis mažėja mažėjant poringumui. Neturint informacijos apie poringumą, neįmanoma sužinoti apie grunto atsparumo laipsnį, nustatyti galimą pastatų deformaciją.

Pastatų deformacija atsiranda dėl dirvožemio dalelių judėjimo ir gniuždymo, pavyzdžiui, dėl kritulių poveikio. Nedidelis ir vienodas nesumažina pastatų stabilumo, tačiau didelis drėgmės kiekis gali sukelti nepageidaujamas deformacijas. Nelygios nuosėdos yra dar pavojingesnės, jos gali sukelti poslinkius ir posvyrius, dėl kurių gali atsirasti per didelė apkrova laikančiose konstrukcijose. Jei grunto gniuždomumas po skirtingomis pamato dalimis yra nevienodas arba jam tenkanti apkrova skiriasi, dažnai galite susidurti su pastato deformacija įtrūkimų ir įdubimo pavidalu.

Drėgmės laipsnis

Tai natūralios dirvožemio drėgmės ir drėgmės santykis, atitinkantis drėgmę vandens užpildytose porose, kuriose nelieka oro burbuliukų. Dirvožemis laikomas mažai drėgnu, kurio rodikliai nuo 0 iki 0,5, drėgni - nuo 0,5 iki 0,8 ir vandens prisotinti - nuo 0,8 iki 1. Molio dirvožemiai dažnai būna drėgnesni, smėlingi, atitinkamai, sausi.

Skaičiuoklė dirvožemio parametrams apskaičiuoti

Projektuojant pastatus naudojami skirtingi skaičiavimo modeliai, kurie naudojami įvairaus sudėtingumo gruntams. Atliekant bendrąsias užduotis, pagrindinis vertinimas yra laikomoji galia, kuri atskleidžia pamatų stiprumo ir deformacines savybes. Tačiau pagrindiniai skaičiavimo modeliai gali padėti juos apskaičiuoti konkrečioms užduotims atlikti.

Skaičiavimams supaprastinti kuriant projektą naudojama Prandtl formulė, kuri padeda apskaičiuoti grunto laikomąją galią. Norint nustatyti pagrindo stabilumo ir stiprumo laipsnį bei nustatyti galimą deformaciją, būtina nustatyti įtempių laipsnį. Tam gali būti taikomos lygtys, pagrįstos tiesiniu ryšiu tarp įtempių ir deformacijų, pavyzdžiui, Huko dėsnis. Taigi pagrindo apkrova neturi būti didesnė už didžiausią dirvožemio atsparumą.

Skaičiavimas atliekamas pagal laikomąją galią, siekiant nustatyti galimą pastato stabilumo praradimą, sunaikinimo pobūdį, deformacijos laipsnį ir jo tipą.Taip pat apskaičiuojama būsena, kurioje gali būti sunku normaliai eksploatuoti, pastato ilgaamžiškumas sumažėja dėl nusėdimo, nuolydžių ir pan.

Dirvožemio fizinės savybės – tai lemiančios savybės, pagal kurias galima nustatyti dirvožemio būklę, galimybę keisti parametrus veikiant įvairiems fiziniams ir cheminiams veiksniams.

Norint nustatyti grunto tipą ir jo elgseną kaip statybos pagrindą, savybes, būtinas priimant projektinius sprendimus, fizinių ir mechaninių charakteristikų nustatymas laboratoriniais metodais yra būtina sąlyga.

Rekomenduojama