Inom byggandet är markegenskaperna viktiga, särskilt hur olika typer av jord uppträder under belastning och hur byggnaderna själva påverkar det. Det finns en speciell disciplin som studerar styrkan och stabiliteten hos jordmassor och förutsättningarna för deras användning som grund för konstruktion av strukturer. Låt oss överväga vad som ingår i begreppet jordmekanik, hur man korrekt beräknar jordparametrar.
Markdensitet
Densitet är en egenskap hos jord som bestäms av förhållandet mellan specifik vikt och volym.Det beror på jordens mineralogiska sammansättning, samt graden av spridning, varför lerjordar är tätare än sandjordar, trots att de har samma mineralsammansättning.
Bland de fysiska och mekaniska egenskaperna hos jordar anses densiteten vara en av de viktigaste. Deras tillstånd kan bedömas efter deras karakteristiska täthet. Bestämning av densitet är nödvändig under byggandet av vägar, fundament av byggnader (för att fördela spänningar längs basen), när man lägger kommunikationer, för att beräkna motståndet hos sluttningar mot jordskred, avveckling av konstruerade byggnader, för att bestämma volymen av markarbeten.
Densiteten påverkar markens permeabilitet. Om det är vått eller har bra absorptionsförmåga, kan det efter byggnadens konstruktion krympa; på vintern uppstår ett annat problem - frosthöjning. Att veta vilken täthet jorden har kommer att hjälpa till att förhindra förstörelse eller översvämning av en byggnad och välja lämpliga material för konstruktion.
Partikeldensitet
Detta är en fysisk egenskap hos jorden, det beror på mineralsammansättningen, organominerala och organiska ämnen. Partikeldensitet är förhållandet mellan massan av fasta partiklar i helt torr (utan fukt) jord och dess volym med ostörd struktur. Beroende på mineralsammansättningen bestäms partiklarnas densitet av de strukturella bindningarna och strukturen, jordens porositet. Ju fler mineraler jorden innehåller och ju mindre porositet, desto tätare är den.
Baserat på värdet av partikeldensitet bestäms värdena för styrka och deformationsegenskaper, som används för att utvärdera jordars bärförmåga och möjligheten att använda dem för konstruktion av strukturer.
Markfuktighet
Fuktighet är förhållandet mellan massan av vätska som finns i jorden och dess torra massa. Jordens bärförmåga beror på denna egenskap.För nästan alla jordar, utom grov sten och grov sand, minskar bärigheten med ökande luftfuktighet. Så för en vattenmättad kommer det att vara mindre än för en torr.
Fuktigheten bestäms i laboratoriet med hjälp av komprimeringsmetoden, det vill säga det bestäms vid vilken luftfuktighet jorden kommer att få den största densiteten. Karakteristiken uttrycks i procent, från 0 till 100 %. Den optimala luftfuktigheten för sand är 8-14%, för sandig lerjord - 9-15%, lerjord - 12-18% och lera - 16-26%.
Betygsättning
Granulometrisk eller mekanisk sammansättning är den procentuella halten av partiklar av olika storlekar i jord eller berg, oavsett dess kemiska och mineraliska sammansättning. Jordpartiklar är isolerade rester av stenar, mineraler, amorfa föreningar och andra jordkomponenter som är i en kemisk bindning. Partiklar av liknande storlek kombineras till fraktioner. Det finns följande typer av jordmekaniska element: organominerala, organiska och mineraliska.
Jordens jordbruksproduktionsegenskaper beror på den mekaniska sammansättningen, till exempel förmågan att passera och behålla fukt och luft, processerna för rörelse av ämnen, ackumulering och omvandling, struktur, termiska och luftregimer.Och i slutändan beror det på hur bördig marken kommer att vara, både med konstant odling, vattning och gödsling, och utan dem.
Torr jorddensitet
Det definieras som förhållandet mellan massan av absolut torr jord (utan fukt i porerna) och volymen, med hänsyn tagen till porvolymen. Karakteristiken mäts i g per kubikmeter. se det kan fastställas om fukthalten och porositeten är kända. Beräkningar utförs i laboratorieförhållanden.
Porositetskoefficient
Koefficienten visar förekomsten av små hålrum i jorden. Beräknat som ett procentuellt förhållande mellan volymen av tomrum och den totala volymen. För att bestämma värdet på olika jordar används olika metoder. I lerjordar, på grund av kohesion, bestäms porositeten i enlighet med volymetriska och specifika vikten hos den mark som provtas.
Att bestämma porositetskoefficienten är nödvändigt som förberedelse för konstruktion, eftersom det finns ett samband mellan det och andra egenskaper. Nivån på bärighet beror på porositetsindexet, den minskar när porositeten minskar. Utan information om porositet är det omöjligt att veta graden av jordbeständighet eller bestämma byggnaders eventuella deformerbarhet.
Deformation av byggnader uppstår på grund av jordpartiklars rörelse och kompressibilitet, till exempel på grund av nederbörds påverkan. Obetydlig och enhetlig fukt minskar inte stabiliteten i byggnader, men en stor mängd fukt kan orsaka oönskade deformationer. Ojämn nederbörd är ännu farligare, det kan orsaka förskjutningar och lutningar, vilket leder till överbelastning i bärande konstruktioner. Om jordens kompressibilitet under olika delar av grunden inte är densamma eller belastningen på den är olika, kan du ofta stöta på deformation av byggnaden i form av sprickor och sättningar.
Fuktighetsnivå
Detta är förhållandet mellan naturlig markfuktighet och fukthalt, vilket motsvarar fukthalten när porerna är fyllda med vatten, där inga luftbubblor finns kvar. Jord med indikatorer från 0 till 0,5 anses vara fuktig, våt - från 0,5 till 0,8 och vattenmättad - från 0,8 till 1. Lerjordar är ofta fuktiga, sandiga jordar är respektive torra.
Kalkylator för beräkning av jordparametrar
Vid utformning av byggnader används olika beräkningsmodeller, som används för jordar av varierande komplexitet. För allmänna uppgifter är den huvudsakliga bedömningen bärförmågan, som avslöjar fundamentens styrka och deformationsegenskaper. Grundläggande beräkningsmodeller kan dock hjälpa till att beräkna dem för specifika uppgifter.
För att förenkla beräkningar när man skapar ett projekt används Prandtl-formeln som hjälper till att beräkna jordens bärighet. För att bestämma graden av stabilitet och styrka hos basen och bestämma eventuell deformation är det nödvändigt att bestämma graden av spänning. För detta kan ekvationer som är baserade på det linjära förhållandet mellan spänning och töjning, till exempel Hookes lag, tillämpas. Därför bör belastningen på grunden inte vara större än den slutliga markmotståndet.
Beräkningen utförs baserat på bärigheten för att fastställa byggnadens eventuella stabilitetsförlust, förstörelsens art, graden av deformation och dess typ. Man räknar också ut i vilket tillstånd normal drift kan vara svår, byggnadens hållbarhet minskar på grund av möjligheten till sättningar, lutningar osv.
Jordens fysikaliska egenskaper är de definierande egenskaperna genom vilka markens tillstånd kan bestämmas och möjligheten att ändra parametrar under påverkan av olika fysikaliska och kemiska faktorer.
För att bestämma typen av jord och dess beteende som bas för konstruktion, de egenskaper som är nödvändiga för designbeslut, är en förutsättning bestämningen av fysiska och mekaniska egenskaper genom laboratoriemetoder.
