Bodemmechanica: inhoud en plaats, belangrijkste kenmerken en welke krachten werken

Bodemeigenschappen zijn belangrijk in de bouw, vooral hoe verschillende grondsoorten zich gedragen onder belasting en hoe de gebouwen zelf deze beïnvloeden. Er is een speciale discipline die de sterkte en stabiliteit van grondmassa's bestudeert en de voorwaarden voor hun gebruik als fundering voor de constructie van constructies. Overweeg wat is inbegrepen in het concept van bodemmechanica, hoe bodemparameters correct kunnen worden berekend.

Bodemdichtheid

Dichtheid is een eigenschap van de bodem, die wordt bepaald door de verhouding tussen soortelijk gewicht en volume. Het hangt af van de mineralogische samenstelling van de bodem en van de mate van verspreiding. Daarom zijn kleigronden dichter dan zandgronden, ondanks het feit dat hun minerale samenstelling dezelfde is.

Van de fysieke en mechanische eigenschappen van bodems wordt dichtheid als een van de belangrijkste beschouwd. Volgens de karakteristieke dichtheid kan men hun toestand beoordelen. Bepaling van de dichtheid is noodzakelijk bij de aanleg van wegen, funderingen van gebouwen (om spanningen op de basis te verdelen), bij het leggen van communicatie, om de weerstand van hellingen tegen aardverschuivingen te berekenen, nederzettingen van gebouwde gebouwen, om de hoeveelheid grondwerk te bepalen.

Dichtheid beïnvloedt de doorlaatbaarheid van bodemwater. Als het vochtig is of een goed absorptievermogen heeft, kan het na de constructie van het gebouw gaan zitten, in de winter ontstaat er een ander probleem - vorstophoping. Als u de dichtheid van de grond kent, kunt u de vernietiging of overstroming van het gebouw helpen voorkomen. Kies de juiste materialen voor de constructie.

Partikeldichtheid

Dit is een fysieke eigenschap van de bodem, het hangt af van de minerale samenstelling, organo- en organische stoffen.Deeltjesdichtheid is de verhouding van de massa vaste deeltjes van volledig droge (zonder vocht) grond tot het volume met een ongestoorde structuur. Afhankelijk van de minerale samenstelling wordt de dichtheid van deeltjes bepaald door structurele bindingen en structuur, bodemporositeit. Hoe meer mineralen de bodem bevat en hoe minder porositeit, hoe dichter deze is.

De waarde van de deeltjesdichtheid bepa alt de waarden van sterkte en vervormingseigenschappen, die het draagvermogen van bodems en de mogelijkheid van hun gebruik voor de constructie van constructies evalueren.

Bodemvocht

Vocht is de verhouding van de vloeistofmassa in de grond tot de droge massa. Het draagvermogen van de bodem is afhankelijk van deze eigenschap. In bijna alle bodems, met uitzondering van grofkorrelige rotsen en grof zand, neemt het draagvermogen af met toenemende luchtvochtigheid. Dus voor een met water verzadigde zal het minder zijn dan voor een droge.

Bepaal de vochtigheid in het laboratorium met behulp van de verdichtingsmethode, dat wil zeggen, bepaal bij welk vochtgeh alte de bodem de grootste dichtheid zal krijgen. Het kenmerk wordt uitgedrukt als een percentage, van 0 tot 100%. De optimale vochtigheid voor zand is 8-14%, voor zandige leem - 9-15%, leem - 12-18% en klei - 16-26%.

Korrelgrootteverdeling

Granulometrische of mechanische samenstelling - het percentage deeltjes van verschillende grootte in de bodem of het gesteente, ongeacht de chemische en minerale samenstelling. Bodemdeeltjes zijn geïsoleerde overblijfselen van gesteenten, mineralen, amorfe verbindingen en andere bestanddelen van bodemcomponenten die een chemische binding hebben. Deeltjes van vergelijkbare grootte worden gecombineerd tot fracties. Er zijn dergelijke soorten bodemmechanische elementen: organo-mineraal, organisch en mineraal.

Deeltjesfracties worden gevonden in bodems of rotsen in verschillende kwantitatieve verhoudingen en hebben verschillende eigenschappen.Hierdoor hebben bodems ook ongelijke eigenschappen. Alle soorten bodems en rotsen in termen van mechanische samenstelling kunnen worden gecombineerd tot groepen die worden gekenmerkt door vergelijkbare fysische en chemische eigenschappen. De indeling is gebaseerd op de verhouding tussen zand en klei. De grootte van de zand- en kleifracties wordt bepaald door de diameter van de deeltjes, die groter respectievelijk kleiner zijn dan 0,01 mm.

De agrarische eigenschappen van de aarde zijn afhankelijk van de mechanische samenstelling, bijvoorbeeld het vermogen om vocht en lucht door te laten en vast te houden, de bewegingsprocessen van stoffen, accumulatie en transformatie, structuur, thermische en luchtmodi. En uiteindelijk hangt het af van hoe vruchtbaar het land zal zijn, zowel met constante teelt, bewatering, bemesting als zonder.

Dichtheid droge grond

Gedefinieerd als de verhouding van de massa van absoluut droge grond (zonder vocht in de poriën) tot het volume, rekening houdend met het volume van de poriën. De karakteristiek wordt gemeten in g per kubieke meter. zie dat kan worden bepaald of vocht en porositeit bekend zijn. Berekeningen worden uitgevoerd onder laboratoriumomstandigheden.

Porositeitsfactor

De coëfficiënt toont de aanwezigheid van kleine holtes in de bodem. Berekend als een procentuele verhouding tussen het lege volume en het totale volume. Er worden verschillende methoden gebruikt om de waarde op verschillende bodems te bepalen. Op kleigronden wordt, vanwege cohesie, de porositeit bepaald in overeenstemming met het volume en het soortelijk gewicht van de grond die voor het monster wordt genomen.

Bepaling van de porositeitscoëfficiënt is noodzakelijk ter voorbereiding van de constructie, omdat er een verband bestaat tussen deze en andere kenmerken. Het draagvermogen is afhankelijk van de porositeitsindex, deze neemt af met een afname van de porositeit. Zonder informatie over porositeit is het onmogelijk om te leren over de mate van bodemweerstand, om de mogelijke vervormbaarheid van gebouwen te bepalen.

Vervorming van gebouwen treedt op door de beweging en samendrukbaarheid van bodemdeeltjes, bijvoorbeeld door de effecten van neerslag. Gering en uniform verminderen de stabiliteit van gebouwen niet, maar een grote hoeveelheid vocht kan ongewenste vervormingen veroorzaken. Ongelijke zettingen zijn nog gevaarlijker, ze kunnen verplaatsingen en kantelingen veroorzaken, wat leidt tot overbelasting in dragende constructies. Als de samendrukbaarheid van de grond onder verschillende delen van de fundering niet hetzelfde is of de belasting erop verschillend is, kun je vaak vervorming van het gebouw tegenkomen in de vorm van scheuren en verzakkingen.

Vochtigheidsgraad

Dit is de verhouding van natuurlijk bodemvocht tot vocht die overeenkomt met vocht in poriën gevuld met water, waarin geen luchtbellen achterblijven. Bodem wordt als vochtarm beschouwd met indicatoren van 0 tot 0,5, nat - van 0,5 tot 0,8 en met water verzadigd - van 0,8 tot 1. Kleigronden zijn vaak natter, respectievelijk zanderig, droog.

Calculator voor het berekenen van bodemparameters

Bij het ontwerpen van gebouwen worden verschillende rekenmodellen gebruikt, die worden gebruikt voor bodems van verschillende complexiteit. Voor algemene taken is de belangrijkste beoordeling het draagvermogen, dat de sterkte en vervormingseigenschappen van de funderingen onthult. Basisberekeningsmodellen kunnen echter helpen om ze voor specifieke taken te berekenen.

Om berekeningen bij het maken van een project te vereenvoudigen, wordt de Prandtl-formule gebruikt, die helpt om het draagvermogen van de grond te berekenen. Om de mate van stabiliteit en sterkte van de basis te bepalen en de mogelijke vervorming te bepalen, is het noodzakelijk om de mate van spanning te bepalen. Hiervoor kunnen vergelijkingen worden toegepast die gebaseerd zijn op een lineair verband tussen spanning en rek, bijvoorbeeld de wet van Hooke. De belasting op de ondergrond mag dus niet groter zijn dan de uiteindelijke bodemweerstand.

De berekening wordt uitgevoerd op basis van het draagvermogen om het mogelijke verlies aan stabiliteit van het gebouw, de aard van de vernietiging, de mate van vervorming en het type te bepalen.Het berekent ook de staat waarin normaal gebruik moeilijk kan zijn, de duurzaamheid van het gebouw wordt verminderd door de mogelijkheid van verzakkingen, hellingen, enzovoort.

Fysieke eigenschappen van bodems zijn de bepalende kenmerken waarmee het mogelijk is om de toestand van de bodem vast te stellen, de mogelijkheid om parameters te veranderen onder invloed van verschillende fysische en chemische factoren.

Om het type grond en het gedrag ervan als basis voor constructie te bepalen, de eigenschappen die nodig zijn voor ontwerpbeslissingen, is de bepaling van fysieke en mechanische kenmerken door laboratoriummethoden een vereiste.

Aanbevolen