I bygg og anlegg er jordegenskaper viktige, spesielt hvordan ulike typer jord oppfører seg under belastning og hvordan bygningene selv påvirker det. Det er en spesiell disiplin som studerer styrken og stabiliteten til jordmasser og betingelsene for deres bruk som fundament for konstruksjon av strukturer. La oss vurdere hva som er inkludert i begrepet jordmekanikk, hvordan man korrekt beregner jordparametere.
Jordtetthet
Tetthet er en egenskap til jord som bestemmes av forholdet mellom egenvekt og volum.Det avhenger av den mineralogiske sammensetningen av jorda, samt spredningsgraden, og det er grunnen til at leirjord er tettere enn sandjord, til tross for at de har samme mineralsammensetning.
Blant de fysiske og mekaniske egenskapene til jordsmonn regnes tetthet som en av de viktigste. Tilstanden deres kan bedømmes etter deres karakteristiske tetthet. Bestemmelse av tetthet er nødvendig under bygging av veier, fundamenter av bygninger (for å fordele spenninger langs basen), når du legger kommunikasjon, for å beregne motstanden til skråninger mot skred, bosetting av konstruerte bygninger, for å bestemme volumet av jordarbeid.
Tetthet påvirker jordpermeabiliteten. Hvis det er vått eller har god absorberingsevne, kan det etter byggingen av bygningen krympe; om vinteren oppstår et annet problem - frostheving. Å vite hvilken tetthet jorda har vil bidra til å forhindre ødeleggelse eller oversvømmelse av en bygning og velge passende materialer for konstruksjon.
Partikkeltetthet
Dette er en fysisk karakteristikk av jorda; det avhenger av mineralsammensetningen, organominerale og organiske stoffer. Partikkeltetthet er forholdet mellom massen av faste partikler i helt tørr (uten fuktighet) jord og volumet med uforstyrret struktur. Avhengig av mineralsammensetningen, bestemmes tettheten av partikler av de strukturelle bindingene og strukturen, porøsiteten til jorda. Jo flere mineraler jorda inneholder og jo mindre porøsitet, jo tettere er den.
Basert på verdien av partikkeltetthet bestemmes verdiene for styrke og deformasjonsegenskaper, som brukes til å evaluere bæreevnen til jordsmonn og muligheten for deres bruk for konstruksjon av strukturer.
Jordfuktighet
Fuktighet er forholdet mellom massen av væske som finnes i jorda og dens tørre masse. Jordens bæreevne avhenger av denne egenskapen.For nesten alle jordarter, bortsett fra grove steiner og grov sand, avtar bæreevnen med økende luftfuktighet. Så for en vannmettet vil det være mindre enn for en tørr.
Fuktighet bestemmes i laboratoriet ved hjelp av komprimeringsmetoden, det vil si at det bestemmes ved hvilken fuktighet jorda vil få størst tetthet. Karakteristikken er uttrykt i prosent, fra 0 til 100 %. Den optimale fuktigheten for sand er 8-14%, for sandholdig leir - 9-15%, leir - 12-18% og leire - 16-26%.
Karaktersetting
Granulometrisk eller mekanisk sammensetning er prosentandelen av partikler av forskjellige størrelser i jord eller stein, uavhengig av dens kjemiske og mineralske sammensetning. Jordpartikler er isolerte rester av bergarter, mineraler, amorfe forbindelser og andre jordkomponenter som er i en kjemisk binding. Partikler av lignende størrelse kombineres til fraksjoner. Det er følgende typer jordmekaniske elementer: organomineral, organisk og mineral.
Jordens landbruksproduksjonsegenskaper avhenger av den mekaniske sammensetningen, for eksempel evnen til å passere og holde på fuktighet og luft, prosessene for bevegelse av stoffer, akkumulering og transformasjon, struktur, termiske og luftregimer.Og til syvende og sist avhenger det av hvor fruktbart landet vil være, både med konstant dyrking, vanning og gjødsling, og uten dem.
Tørr jordtetthet
Det er definert som forholdet mellom massen av absolutt tørr jord (uten fuktighet i porene) og volumet, tatt i betraktning porevolumet. Karakteristikken måles i g per kubikkmeter. se det kan fastslås om fuktinnholdet og porøsiteten er kjent. Beregninger utføres i laboratorieforhold.
Porøsitetskoeffisient
Koeffisienten viser tilstedeværelsen av små hulrom i jorda. Beregnes som et prosentforhold mellom volumet av tomrom og det totale volumet. For å bestemme verdien på ulike jordarter brukes ulike metoder. I leirjord, på grunn av kohesjon, bestemmes porøsiteten i samsvar med volumetrisk og egenvekt til jordprøven.
Bestemmelse av porøsitetskoeffisienten er nødvendig som forberedelse til konstruksjon, siden det er en sammenheng mellom den og andre egenskaper. Nivået av bæreevne avhenger av porøsitetsindeksen; den avtar når porøsiteten avtar. Uten informasjon om porøsitet er det umulig å vite graden av jordmotstand eller bestemme mulig deformerbarhet av bygninger.
Deformasjon av bygninger oppstår på grunn av bevegelse og komprimerbarhet av jordpartikler, for eksempel på grunn av påvirkning av nedbør. Ubetydelig og jevn fuktighet reduserer ikke stabiliteten til bygninger, men et stort fuktvolum kan gi uønskede deformasjoner. Ujevn nedbør er enda farligere, det kan forårsake forskyvninger og tilt, noe som fører til overbelastning i bærende konstruksjoner. Hvis komprimerbarheten til jorda under forskjellige deler av fundamentet ikke er den samme eller belastningen på den er forskjellig, kan du ofte støte på deformasjon av bygningen i form av sprekker og setninger.
Fuktighetsnivå
Dette er forholdet mellom naturlig jordfuktighet og fuktighetsinnhold, som tilsvarer fuktighetsinnholdet når porene er fylt med vann, hvor det ikke er igjen luftbobler. Jord med indikatorer fra 0 til 0,5 regnes som lav fuktighet, våt - fra 0,5 til 0,8 og vannmettet - fra 0,8 til 1. Leirejord er ofte våtere, sandjord er henholdsvis tørr.
Kalkulator for beregning av jordparametere
Ved utforming av bygninger benyttes ulike beregningsmodeller, brukt for jord av varierende kompleksitet. For generelle oppgaver er hovedvurderingen bæreevnen, som avslører fundamentenes styrke og deformasjonsegenskaper. Grunnleggende beregningsmodeller kan imidlertid hjelpe til med å beregne dem for spesifikke oppgaver.
For å forenkle beregninger ved opprettelse av et prosjekt, brukes Prandtl-formelen, som hjelper til med å beregne bæreevnen til jorda. For å bestemme graden av stabilitet og styrke til basen og bestemme mulig deformasjon, er det nødvendig å bestemme graden av spenning. For dette kan ligninger som er basert på det lineære forholdet mellom stress og tøyning, for eksempel Hookes lov, brukes. Dermed bør belastningen på fundamentet ikke være større enn den endelige jordmotstanden.
Beregningen utføres basert på bæreevnen for å bestemme bygningens mulige stabilitetstap, ødeleggelsens art, deformasjonsgraden og dens type. Det beregnes også tilstanden hvor normal drift kan være vanskelig, bygningens holdbarhet reduseres på grunn av mulighet for innsynkning, vipping og så videre.
De fysiske egenskapene til jord er de definerende egenskapene som jordsmonnets tilstand kan bestemmes med og muligheten for å endre parametere under påvirkning av ulike fysiske og kjemiske faktorer.
For å bestemme typen jord og dens oppførsel som grunnlag for konstruksjon, egenskapene som er nødvendige for designbeslutninger, er en forutsetning bestemmelse av fysiske og mekaniske egenskaper ved laboratoriemetoder.
