Zemin mekaniği: içeriği ve yeri, temel özellikleri ve hangi kuvvetlerin etki ettiği

Zemin özellikleri inşaatta önemlidir, özellikle farklı toprak türlerinin yük altında nasıl davrandığı ve binaların kendilerini nasıl etkilediği. Zemin kütlelerinin mukavemetini ve stabilitesini ve yapıların inşası için temel olarak kullanım koşullarını inceleyen özel bir disiplin vardır. Zemin mekaniği kavramına nelerin dahil olduğunu, zemin parametrelerinin nasıl doğru bir şekilde hesaplanacağını düşünün.

Toprak yoğunluğu

Yoğunluk, özgül ağırlığın hacme oranıyla belirlenen, toprağın bir özelliğidir. Toprağın mineralojik bileşimine ve dağılım derecesine bağlıdır, bu nedenle mineral bileşimleri aynı olmasına rağmen killi topraklar kumlulardan daha yoğundur.

Toprakların fiziksel ve mekanik özellikleri arasında yoğunluk en önemlilerinden biri olarak kabul edilir. Karakteristik yoğunluğa göre, durumlarını yargılayabilir. Yolların yapımında, binaların temellerinde (temeldeki gerilmeleri dağıtmak için), iletişim kurarken, eğimlerin heyelanlara karşı direncini hesaplamak, inşa edilmiş binaların oturmalarını hesaplamak, toprak işlerinin miktarını belirlemek için yoğunluğun belirlenmesi gereklidir.

Yoğunluk toprak su geçirgenliğini etkiler. Nemliyse veya emiciliği iyiyse, binanın yapımından sonra oturabilir, kışın başka bir sorun ortaya çıkar - don kabarması. Toprağın yoğunluğunu bilmek binanın yıkılmasını veya su basmasını önlemeye yardımcı olacaktır, inşaat için doğru malzemeleri seçin.

Parçacık yoğunluğu

Bu toprağın fiziksel bir özelliğidir, mineral bileşimine, organomineral ve organik maddelere bağlıdır.Parçacık yoğunluğu, tamamen kuru (nemsiz) toprağın katı parçacıklarının kütlesinin, bozulmamış bir yapıya sahip hacmine oranıdır. Mineral bileşimine bağlı olarak, parçacıkların yoğunluğu yapısal bağlar ve yapı, toprak gözenekliliği ile belirlenir. Toprak ne kadar fazla mineral içerir ve gözeneklilik o kadar az olursa, o kadar yoğun olur.

Tanecik yoğunluğunun değeri, toprakların taşıma kapasitesini ve bunların yapıların inşası için kullanılma olasılığını değerlendiren dayanım ve deformasyon özelliklerinin değerlerini belirler.

Toprak nemi

Nem, toprakta bulunan sıvı kütlesinin kuru kütlesine oranıdır. Toprağın taşıma kapasitesi bu özelliğe bağlıdır. İri taneli kayalar ve iri kum hariç hemen hemen tüm topraklarda, artan nem ile taşıma kapasitesi azalır. Yani, suya doymuş olan için kuru olandan daha az olacaktır.

Laboratuvardaki nemi sıkıştırma yöntemini kullanarak belirleyin, yani toprağın hangi nem içeriğinde en yüksek yoğunluğu elde edeceğini belirleyin. Karakteristik, %0 ila %100 arasında bir yüzde olarak ifade edilir. Kum için optimum nem %8-14, kumlu tın için - %9-15, tın - %12-18 ve kil için - %16-26'dır.

Tane boyutu dağılımı

Granülometrik veya mekanik bileşim - kimyasal ve mineral bileşiminden bağımsız olarak toprak veya kayadaki farklı boyutlardaki parçacıkların yüzdesi. Toprak parçacıkları, kimyasal bir bağ içinde bulunan kayaların, minerallerin, amorf bileşiklerin ve toprak bileşenlerinin diğer bileşenlerinin izole kalıntılarıdır. Boyutları benzer olan parçacıklar kesirler halinde birleştirilir. Bu tür toprak mekanik elementleri vardır: organomineral, organik ve mineral.

Parçacık fraksiyonları toprakta veya kayalarda farklı niceliksel oranlarda bulunur ve farklı özelliklere sahiptir.Sonuç olarak, topraklar da eşit olmayan özelliklere sahiptir. Mekanik bileşim açısından tüm toprak ve kaya çeşitleri, benzer fiziksel ve kimyasal özelliklerle karakterize edilecek gruplar halinde birleştirilebilir. Sınıflandırma, kum ve kil oranına dayanmaktadır. Kum ve kil fraksiyonlarının boyutları sırasıyla 0,01 mm'den daha büyük veya daha küçük olan parçacıkların çapına göre belirlenir.

Toprağın tarımsal özellikleri, örneğin nemi ve havayı geçirme ve tutma yeteneği, maddelerin hareket süreçleri, birikim ve dönüşüm, yapı, termal ve hava modları gibi mekanik bileşime bağlıdır. Ve nihayetinde, hem sürekli ekim, sulama, gübreleme ile hem de bunlar olmadan toprağın ne kadar verimli olacağına bağlıdır.

Kuru toprağın yoğunluğu

Gözeneklerin hacmi dikkate alınarak, tamamen kuru toprak kütlesinin (gözeneklerde nem olmadan) hacme oranı olarak tanımlanır. Karakteristik, metreküp başına g cinsinden ölçülür. bakın nem ve gözeneklilik biliniyorsa belirlenebilir. Hesaplamalar laboratuvar koşullarında gerçekleştirilir.

Gözeneklilik faktörü

Kasayı toprakta küçük boşlukların varlığını gösterir. Boş hacim ile toplam hacim arasındaki yüzde oranı olarak hesaplanır. Farklı zeminlerdeki değeri belirlemek için farklı yöntemler kullanılmaktadır. Killi zeminlerde kohezyon nedeniyle numune için alınan zeminin hacimsel ve özgül ağırlığına göre gözeneklilik belirlenir.

Gözeneklilik katsayısının belirlenmesi, diğer özelliklerle arasında bir bağlantı olduğu için inşaata hazırlık için gereklidir. Taşıma kapasitesi seviyesi gözeneklilik indeksine bağlıdır, gözeneklilik azaldıkça azalır. Gözeneklilik hakkında bilgi olmadan, binaların olası deformasyonunu belirlemek için zemin direncinin derecesini öğrenmek imkansızdır.

Binaların deformasyonu, örneğin yağışın etkileri nedeniyle toprak parçacıklarının hareketi ve sıkıştırılabilirliği nedeniyle oluşur. Küçük ve tek tip binaların stabilitesini az altmaz, ancak büyük miktarda nem istenmeyen deformasyonlara neden olabilir. Düzensiz oturmalar daha da tehlikelidir, yük taşıyan yapılarda aşırı gerilmeye yol açan yer değiştirmelere ve eğilmelere neden olabilir. Temelin farklı bölümleri altındaki zeminin sıkıştırılabilirliği aynı değilse veya üzerine binen yük farklıysa, sıklıkla binanın çatlak ve oturma şeklinde deformasyonu ile karşılaşabilirsiniz.

Nem derecesi

Bu, içinde hava kabarcığı kalmamış suyla dolu gözeneklerdeki neme karşılık gelen doğal toprak neminin neme oranıdır. Toprak, 0 ila 0,5, ıslak - 0,5 ila 0,8 ve suya doymuş - 0,8 ila 1 arasında düşük nem olarak kabul edilir. Kil toprakları genellikle sırasıyla ıslak, kumlu, kurudur.

Toprak parametrelerini hesaplamak için hesap makinesi

Binaların tasarımında, değişen karmaşıklıktaki zeminler için kullanılan farklı hesaplama modelleri kullanılır. Genel görevler için temel değerlendirme, temellerin dayanım ve deformasyon özelliklerini ortaya çıkaran taşıma kapasitesidir. Ancak, temel hesaplama modelleri belirli görevler için bunları hesaplamaya yardımcı olabilir.

Proje oluştururken hesaplamaları basitleştirmek için, toprağın taşıma kapasitesini hesaplamaya yardımcı olan Prandtl formülü kullanılır. Tabanın stabilite derecesini ve mukavemetini belirlemek ve olası deformasyonu belirlemek için stres derecesini belirlemek gerekir. Bunun için, örneğin Hooke yasası gibi, gerilim ve gerinim arasındaki doğrusal bir ilişkiye dayanan denklemler uygulanabilir. Bu nedenle tabana binen yük, nihai toprak direncinden büyük olmamalıdır.

Yapının olası stabilite kaybını, tahribatın niteliğini, deformasyon derecesini ve türünü belirlemek için taşıma kapasitesine göre hesaplama yapılır.Ayrıca, normal çalışmanın zor olabileceği, binanın dayanıklılığının çökme, eğim vb. olasılıklardan düşürüldüğü durumu da hesaplar.

Toprakların fiziksel özellikleri, toprağın durumunu belirlemenin mümkün olduğu tanımlayıcı özellikler, çeşitli fiziksel ve kimyasal faktörlerin etkisi altında parametreleri değiştirme olasılığıdır.

Yapı için temel olarak zemin tipini ve davranışını belirlemek, tasarım kararları için gerekli özellikleri, fiziksel ve mekanik özelliklerin laboratuvar yöntemleriyle belirlenmesi bir ön koşuldur.

Tavsiye