Механика на почвата: нейното съдържание и място, основни характеристики и какви сили действат

Свойствата на почвата са важни в строителството, особено как различните видове почва се държат при натоварване и как самите сгради влияят върху това. Има специална дисциплина, която изучава здравината и устойчивостта на почвените масиви и условията за тяхното използване като основи за изграждане на конструкции. Помислете какво е включено в концепцията за механика на почвата, как правилно да изчислите параметрите на почвата.

Плътност на почвата

Плътността е свойство на почвата, което се определя от отношението на специфичното тегло към обема. Зависи от минералогичния състав на почвата, както и от степента на дисперсност, поради което глинестите почви са по-плътни от песъчливите, въпреки факта, че минералният им състав е еднакъв.

Сред физико-механичните свойства на почвите, плътността се счита за една от основните. Според характерната плътност може да се съди за тяхното състояние. Определянето на плътността е необходимо при изграждането на пътища, основи на сгради (за разпределяне на напреженията върху основата), при полагане на комуникации, за изчисляване на устойчивостта на склонове към свлачища, слягане на построени сгради, за определяне на количеството земни работи.

Плътността влияе върху водопропускливостта на почвата. Ако е влажна или има добра абсорбция, тогава след изграждането на сградата може да седне, през зимата възниква друг проблем - вдигане на замръзване. Познаването на плътността на почвата ще помогне за предотвратяване на разрушаването или наводняването на сградата, изберете правилните материали за строителство.

Плътност на частиците

Това е физическа характеристика на почвата, зависи от минералния състав, органоминералните и органичните вещества.Плътността на частиците е съотношението на масата на твърдите частици от напълно суха (без влага) почва към нейния обем с ненарушена структура. В зависимост от минералния състав, плътността на частиците се определя от структурните връзки и структурата, порьозността на почвата. Колкото повече минерали съдържа почвата и колкото по-малка е порьозността, толкова по-плътна е тя.

Стойността на плътността на частиците определя стойностите на характеристиките на якост и деформация, които оценяват носещата способност на почвите и възможността за тяхното използване за изграждане на конструкции.

Влага на почвата

Влагата е отношението на масата на течността, съдържаща се в почвата, към нейната суха маса. От тази характеристика зависи носещата способност на почвата. В почти всички почви, с изключение на едрозърнести скали и едър пясък, носещата способност намалява с увеличаване на влажността. Така че за наситена с вода ще бъде по-малко, отколкото за суха.

Определете влажността в лабораторията, като използвате метода на уплътняване, т.е. определете при какво съдържание на влага почвата ще придобие най-голяма плътност. Характеристиката се изразява в проценти от 0 до 100%. Оптималната влажност за пясък е 8-14%, за пясъчна глинеста почва - 9-15%, глинеста почва - 12-18% и глина - 16-26%.

Разпределение на размера на зърната

Гранулометричен или механичен състав - процентното съдържание на частици с различни размери в почвата или скалата, независимо от нейния химичен и минерален състав. Почвените частици са изолирани останки от скали, минерали, аморфни съединения и други съставки на почвените компоненти, които са в химическа връзка. Частиците с подобен размер се комбинират във фракции. Има такива видове механични елементи на почвата: органоминерални, органични и минерални.

Фракциите на частиците се намират в почви или скали в различни количествени съотношения и имат различни свойства.В резултат на това почвите също имат нееднакви свойства. Цялото разнообразие от почви и скали по отношение на механичния състав може да се комбинира в групи, които ще се характеризират със сходни физични и химични свойства. Класификацията се основава на съотношението на пясък и глина. Размерите на пясъчните и глинестите фракции се определят от диаметъра на частиците, които са по-големи или съответно по-малки от 0,01 mm.

Земеделските свойства на земята зависят от механичния състав, например способността за преминаване и задържане на влага и въздух, процесите на движение на веществата, натрупване и трансформация, структура, топлинни и въздушни режими. И в крайна сметка зависи колко плодородна ще бъде земята, както с постоянна обработка, поливане, торене, така и без тях.

Плътност на суха почва

Определя се като съотношението на масата на абсолютно суха почва (без влага в порите) към обема, като се вземе предвид обемът на порите. Характеристиката се измерва в g на кубичен метър. вижте, може да се определи, ако са известни влагата и порьозността. Изчисленията се извършват в лабораторни условия.

Коефициент на порьозност

Коефициентът показва наличието на малки празнини в почвата. Изчислява се като процентно съотношение между празния обем и общия обем. Използват се различни методи за определяне на стойността на различни почви. При глинести почви, поради кохезията, порьозността се определя в съответствие с обемното и специфичното тегло на почвата, взета за пробата.

Определянето на коефициента на порьозност е необходимо при подготовката за строителство, тъй като има връзка между него и други характеристики. Нивото на носеща способност зависи от индекса на порьозност, намалява с намаляване на порьозността. Без информация за порьозността е невъзможно да се научи за степента на устойчивост на почвата, да се определи възможната деформируемост на сградите.

Деформацията на сградите възниква поради движението и свиваемостта на почвените частици, например поради въздействието на валежите. Малките и еднородни не намаляват стабилността на сградите, но голямото количество влага може да причини нежелани деформации. Неравните слягания са още по-опасни, те могат да причинят размествания и накланяния, водещи до пренапрежение в носещите конструкции. Ако свиваемостта на почвата под различните части на основата не е еднаква или натоварването върху нея е различно, често можете да срещнете деформация на сградата под формата на пукнатини и слягане.

Степен на влажност

Това е съотношението на естествената влажност на почвата към влагата, което съответства на влагата в порите, пълни с вода, в които не остават въздушни мехурчета. Почвата се счита за нисковлажна с показатели от 0 до 0,5, влажна - от 0,5 до 0,8 и наситена с вода - от 0,8 до 1. Глинените почви често са по-влажни, песъчливи, съответно, сухи.

Калкулатор за изчисляване на параметрите на почвата

При проектирането на сгради се използват различни изчислителни модели, които се използват за почви с различна сложност. За общите задачи основната оценка е носещата способност, която разкрива якостните и деформационните свойства на основите. Въпреки това, основните изчислителни модели могат да помогнат да ги изчислите за конкретни задачи.

За опростяване на изчисленията при създаване на проект се използва формулата на Прандтл, която помага да се изчисли носещата способност на почвата. За да се определи степента на стабилност и здравина на основата и да се определи възможната деформация, е необходимо да се определи степента на напрежение. За тази цел могат да се приложат уравнения, които се основават на линейна връзка между напрежение и деформация, например законът на Хук. По този начин натоварването върху основата не трябва да бъде по-голямо от крайното съпротивление на почвата.

Изчислението се извършва според носещата способност, за да се определи възможната загуба на стабилност на сградата, естеството на разрушението, степента на деформация и нейния вид.Той също така изчислява състоянието, в което нормалната експлоатация може да бъде затруднена, издръжливостта на сградата е намалена от възможността за слягане, наклони и т.н.

Физичните свойства на почвите са определящите характеристики, чрез които е възможно да се установи състоянието на почвата, възможността за промяна на параметрите под въздействието на различни физични и химични фактори.

За да се определи вида на почвата и нейното поведение като основа за строителство, свойствата, необходими за проектни решения, определянето на физични и механични характеристики чрез лабораторни методи е предпоставка.

Препоръчано