Az építőiparban fontosak a talaj tulajdonságai, különösen az, hogy a különböző talajtípusok hogyan viselkednek terhelés alatt, és maguk az épületek hogyan befolyásolják azt. Létezik egy speciális tudományág, amely a talajtömegek szilárdságát és stabilitását, valamint a szerkezetek építésének alapjaként való felhasználásuk feltételeit vizsgálja. Nézzük meg, mit tartalmaz a talajmechanika fogalma, hogyan kell helyesen kiszámítani a talajparamétereket.
Talaj sűrűsége
A sűrűség a talaj olyan 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 homoktalajok, annak ellenére, hogy ásványi összetételük azonos.
A talajok fizikai és mechanikai tulajdonságai között a sűrűséget tekintik az egyik főnek. Állapotuk jellemző sűrűségük alapján ítélhető meg. A sűrűség meghatározása szükséges az utak, épületek alapjainak építése során (a feszültségek elosztása az alap mentén), a kommunikáció fektetésekor, a lejtők földcsuszamlással szembeni ellenállásának kiszámításához, az épített épületek rendezéséhez, a földmunkák volumenének meghatározásához.
A sűrűség befolyásolja a talaj áteresztőképességét. Ha nedves vagy jó nedvszívó képességgel rendelkezik, akkor az épület felépítése után zsugorodhat, télen egy másik probléma merül fel - a fagyfelverődés. A talaj sűrűségének ismerete segít megelőzni az épület tönkretételét vagy elárasztását, és kiválasztani a megfelelő anyagokat az építkezéshez.
Részecskesűrűség
Ez a talaj fizikai jellemzője, amely az ásványi összetételtől, a szerves ásványi és szerves anyagoktól függ. A részecskesűrűség a teljesen száraz (nedvesség nélküli) talajban lévő szilárd részecskék tömegének és a zavartalan szerkezetű talaj térfogatának aránya. Az ásványi összetételtől függően a részecskék sűrűségét a talaj szerkezeti kötései és szerkezete, porozitása határozza meg. Minél több ásványi anyagot tartalmaz a talaj és minél kisebb a porozitása, annál sűrűbb.
A részecskesűrűség értéke alapján meghatározzák a szilárdsági és alakváltozási jellemzők értékeit, amelyek segítségével értékelik a talajok teherbíró képességét és szerkezetek építésére való felhasználásának lehetőségét.
Talajnedvesség
A páratartalom a talajban lévő folyadék tömegének a száraz tömegéhez viszonyított aránya. A talaj teherbíró képessége ettől a tulajdonságtól függ.Szinte minden talaj esetében, kivéve a durva kőzeteket és a durva homokot, a teherbírás a páratartalom növekedésével csökken. Tehát egy vízzel telítettnél kevesebb lesz, mint egy száraznál.
A páratartalmat a laboratóriumban tömörítési módszerrel határozzák meg, vagyis meghatározzák, hogy milyen páratartalom mellett lesz a talaj a legnagyobb sűrűségű. A jellemző százalékban van kifejezve, 0 és 100% között. A homok optimális páratartalma 8-14%, a homokos vályog - 9-15%, az agyag - 12-18% és az agyag - 16-26%.
Osztályozás
A granulometrikus vagy mechanikai összetétel a talajban vagy kőzetben lévő különböző méretű részecskék százalékos aránya, függetlenül azok kémiai és ásványi összetételétől. A talajrészecskék kőzetek, ásványok, amorf vegyületek és más talajkomponensek elszigetelt maradványai, amelyek kémiai kötésben állnak. A hasonló méretű részecskéket frakciókká egyesítik. A talajmechanikai elemeknek a következő típusai vannak: szerves ásványi, szerves és ásványi.
A talaj mezőgazdasági termelési tulajdonságai a mechanikai összetételtől függenek, például a nedvesség és levegő áteresztő- és visszatartó képességétől, az anyagok mozgási folyamataitól, a felhalmozódástól és átalakulástól, a szerkezettől, a hő- és levegőviszonyoktól.És végső soron attól függ, mennyire lesz termékeny a föld, mind állandó műveléssel, öntözéssel és műtrágyázással, mind ezek nélkül.
Száraz talaj sűrűsége
Ez az abszolút száraz (a pórusokban lévő nedvesség nélküli) talaj tömegének és térfogatának aránya, figyelembe véve a pórustérfogatot. A karakterisztikát g per köbméterben mérik. lásd, meghatározható, ha ismert a nedvességtartalom és a porozitás. A számításokat laboratóriumi körülmények között végezzük.
Porozitási együttható
Az együttható kis üregek jelenlétét mutatja a talajban. Az üregek térfogata és a teljes térfogat százalékos arányaként számítva. Az érték meghatározásához különböző talajokon különböző módszereket alkalmaznak. Agyagos talajokban a kohézió miatt a porozitást a mintavételezett talaj térfogatának és fajsúlyának megfelelően határozzuk meg.
A porozitási együttható meghatározása az építkezésre való felkészülés során szükséges, mivel kapcsolat van más jellemzőkkel. A teherbírás mértéke a porozitási indextől függ, a porozitás csökkenésével csökken. A porozitásra vonatkozó információk nélkül nem lehet tudni a talajellenállás mértékét vagy meghatározni az épületek esetleges deformálhatóságát.
Az épületek deformációja a talajrészecskék mozgása és összenyomhatósága miatt következik be, például a csapadék hatására. A jelentéktelen és egyenletes nedvesség nem csökkenti az épületek stabilitását, de a nagy mennyiségű nedvesség nem kívánt deformációkat okozhat. Az egyenetlen csapadék még veszélyesebb, elmozdulásokat, dőléseket okozhat, 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.
Páratartalom szintje
Ez a természetes talajnedvesség és a nedvességtartalom aránya, ami a nedvességtartalomnak felel meg, amikor a pórusokat vízzel töltik meg, amelyben nem maradnak légbuborékok. A 0-tól 0,5-ig terjedő mutatóval rendelkező talaj alacsony nedvességtartalmú, nedves - 0,5-0,8 és vízzel telített - 0,8-1. Az agyagos talajok gyakran nedvesebbek, a homokos talajok pedig szárazak.
Számológép talajparaméterek kiszámításához
Az épületek tervezése során különböző számítási modelleket használnak, amelyeket különböző 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 kiszámítani őket bizonyos feladatokhoz.
A számítások egyszerűsítése érdekében a projekt létrehozásakor a Prandtl-képletet használják, amely segít kiszámítani a talaj teherbíró képességét. Az alap stabilitásának és szilárdságának mértékének meghatározásához, valamint az esetleges deformáció 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 alapzat terhelése nem lehet nagyobb, mint a végső talajellenállás.
A számítást a teherbírás alapján végezzük, hogy meghatározzuk az épület esetleges stabilitásvesztését, a roncsolás jellegét, az alakváltozás mértékét és típusát. Kiszámolják azt az állapotot is, amelyben a normál működés nehézkes lehet, az épület tartóssága csökken a süllyedés, dőlés stb.
A talajok fizikai tulajdonságai azok a meghatározó jellemzők, amelyekkel meghatározható a talaj állapota, és a paraméterek megváltoztatásának lehetősége különböző fizikai és kémiai tényezők hatására.
Az építkezés alapjául szolgáló talaj típusának és viselkedésének, a tervezési döntésekhez szükséges tulajdonságok meghatározásához feltétel a fizikai és mechanikai jellemzők laboratóriumi módszerekkel történő meghatározása.
