Meccanica del suolo: contenuto e luogo, caratteristiche principali e quali forze agiscono

Le proprietà del suolo sono importanti nella costruzione, in particolare il modo in cui i diversi tipi di terreno si comportano sotto carico e come gli edifici stessi lo influenzano. Esiste una disciplina speciale che studia la forza e la stabilità degli ammassi di suolo e le condizioni per il loro utilizzo come fondazioni per la costruzione di strutture. Considera cosa è incluso nel concetto di meccanica del suolo, come calcolare correttamente i parametri del suolo.

Densità del suolo

La densità è una proprietà del suolo, determinata dal rapporto tra peso specifico e volume. Dipende dalla composizione mineralogica del suolo, nonché dal grado di dispersione, motivo per cui i terreni argillosi sono più densi di quelli sabbiosi, nonostante la loro composizione minerale sia la stessa.

Tra le proprietà fisiche e meccaniche dei suoli, la densità è considerata una delle principali. Secondo la densità caratteristica, si può giudicare il loro stato. La determinazione della densità è necessaria nella costruzione di strade, fondazioni di edifici (per distribuire le sollecitazioni sulla base), durante la posa di comunicazioni, per calcolare la resistenza dei pendii alle frane, cedimenti di edifici costruiti, per determinare la quantità di lavori di sterro.

La densità influisce sulla permeabilità all'acqua del suolo. Se è umido o ha una buona capacità di assorbimento, dopo la costruzione dell'edificio può sedersi, in inverno sorge un altro problema: il gelo. Conoscere la densità del suolo aiuterà a prevenire la distruzione o l'allagamento dell'edificio, scegli i materiali giusti per la costruzione.

Densità delle particelle

Questa è una caratteristica fisica del terreno, dipende dalla composizione minerale, organominerali e dalle sostanze organiche.La densità delle particelle è il rapporto tra la massa delle particelle solide del terreno completamente asciutto (senza umidità) e il suo volume con una struttura indisturbata. Dipende dalla composizione minerale, la densità delle particelle è determinata da legami strutturali e struttura, porosità del suolo. Più minerali contiene il terreno e minore è la porosità, più è denso.

Il valore della densità delle particelle determina i valori delle caratteristiche di resistenza e deformazione, che valutano la capacità portante dei terreni e la possibilità del loro impiego per la realizzazione di strutture.

Umidità del suolo

L'umidità è il rapporto tra la massa del liquido contenuto nel terreno e la sua massa secca. La capacità portante del terreno dipende da questa caratteristica. In quasi tutti i terreni, ad eccezione delle rocce a grana grossa e della sabbia grossolana, la capacità portante diminuisce con l'aumentare dell'umidità. Quindi, per uno saturo d'acqua, sarà inferiore rispetto a uno secco.

Determinare l'umidità in laboratorio utilizzando il metodo della compattazione, ovvero determinare a quale contenuto di umidità il terreno acquisirà la densità maggiore. La caratteristica è espressa in percentuale, da 0 a 100%. L'umidità ottimale per la sabbia è 8-14%, per terriccio sabbioso - 9-15%, terriccio - 12-18% e argilla - 16-26%.

Distribuzione granulometrica

Composizione granulometrica o meccanica - la percentuale di particelle di diverse dimensioni nel terreno o nella roccia, indipendentemente dalla sua composizione chimica e minerale. Le particelle di suolo sono resti isolati di rocce, minerali, composti amorfi e altri costituenti dei componenti del suolo che sono in un legame chimico. Particelle di dimensioni simili vengono combinate in frazioni. Esistono tali tipi di elementi meccanici del suolo: organominerali, organici e minerali.

Le frazioni di particelle si trovano nei terreni o nelle rocce in diversi rapporti quantitativi e hanno proprietà diverse.Di conseguenza, anche i terreni hanno proprietà disuguali. Tutta la varietà di suoli e rocce in termini di composizione meccanica può essere combinata in gruppi che saranno caratterizzati da proprietà fisiche e chimiche simili. La classificazione si basa sul rapporto tra sabbia e argilla. Le dimensioni delle frazioni di sabbia e argilla sono determinate dal diametro delle particelle, che sono rispettivamente maggiori o minori di 0,01 mm.

Le proprietà agricole della terra dipendono dalla composizione meccanica, ad esempio la capacità di far passare e trattenere l'umidità e l'aria, i processi di movimento delle sostanze, l'accumulo e la trasformazione, la struttura, le modalità termiche e dell'aria. E, in definitiva, dipende da quanto sarà fertile la terra, sia con coltivazione, irrigazione, fertilizzazione costanti e senza di esse.

Densità del terreno asciutto

Definito come il rapporto tra la massa di terreno assolutamente asciutto (senza umidità nei pori) e il volume, tenendo conto del volume dei pori. La caratteristica è misurata in g per metro cubo. vedi può essere determinato se l'umidità e la porosità sono note. I calcoli vengono eseguiti in condizioni di laboratorio.

Fattore di porosità

Il coefficiente mostra la presenza di piccoli vuoti nel terreno. Calcolato come rapporto percentuale tra volume vuoto e volume totale. Diversi metodi vengono utilizzati per determinare il valore su terreni diversi. Su terreni argillosi, per coesione, la porosità viene determinata in funzione del peso specifico volumetrico e specifico del terreno prelevato per il campione.

La determinazione del coefficiente di porosità è necessaria in preparazione alla costruzione, poiché esiste una connessione tra esso e altre caratteristiche. Il livello di capacità portante dipende dall'indice di porosità, diminuisce con una diminuzione della porosità. Senza informazioni sulla porosità, è impossibile conoscere il grado di resistenza del suolo, per determinare la possibile deformabilità degli edifici.

La deformazione degli edifici si verifica a causa del movimento e della comprimibilità delle particelle di terreno, ad esempio a causa degli effetti delle precipitazioni. Minori e uniformi non riducono la stabilità degli edifici, ma una grande quantità di umidità può causare deformazioni indesiderate. I cedimenti irregolari sono ancora più pericolosi, possono causare spostamenti e inclinazioni, portando a sollecitazioni eccessive nelle strutture portanti. Se la comprimibilità del terreno sotto diverse parti della fondazione non è la stessa o il carico su di esso è diverso, è spesso possibile riscontrare deformazioni dell'edificio sotto forma di crepe e cedimenti.

Grado di umidità

Questo è il rapporto tra l'umidità naturale del suolo e l'umidità che corrisponde all'umidità nei pori riempiti d'acqua, in cui non rimangono bolle d'aria. Il suolo è considerato a bassa umidità con indicatori da 0 a 0,5, umido - da 0,5 a 0,8 e saturo di acqua - da 0,8 a 1. I terreni argillosi sono spesso più umidi, sabbiosi, rispettivamente, asciutti.

Calcolatrice per il calcolo dei parametri del suolo

Nella progettazione degli edifici vengono utilizzati diversi modelli di calcolo, utilizzati per suoli di varia complessità. Per compiti generali, la valutazione principale è la capacità portante, che rivela le proprietà di resistenza e deformazione delle fondazioni. Tuttavia, i modelli di calcolo di base possono aiutare a calcolarli per attività specifiche.

Per semplificare i calcoli durante la creazione di un progetto, viene utilizzata la formula di Prandtl, che aiuta a calcolare la capacità portante del terreno. Per determinare il grado di stabilità e resistenza della base e determinare la possibile deformazione, è necessario determinare il grado di sollecitazione. Per questo, possono essere applicate equazioni basate su una relazione lineare tra sollecitazione e deformazione, ad esempio la legge di Hooke. Pertanto, il carico sulla base non dovrebbe essere maggiore della resistenza massima del suolo.

Il calcolo viene effettuato in base alla capacità portante per determinare l'eventuale perdita di stabilità dell'edificio, la natura della distruzione, il grado di deformazione e la sua tipologia.Calcola anche lo stato in cui il normale funzionamento può essere difficoltoso, la durabilità dell'edificio è ridotta dalla possibilità di cedimenti, inclinazioni e così via.

Le proprietà fisiche dei suoli sono le caratteristiche distintive con cui è possibile stabilire lo stato del suolo, la possibilità di modificare i parametri sotto l'influenza di vari fattori fisici e chimici.

Per determinare il tipo di terreno e il suo comportamento come base per la costruzione, le proprietà necessarie per le decisioni progettuali, la determinazione delle caratteristiche fisiche e meccaniche con metodi di laboratorio è un prerequisito.

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