In de bouw zijn bodemeigenschappen belangrijk, vooral hoe verschillende grondsoorten zich gedragen onder belasting en hoe de gebouwen zelf dit 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. Laten we eens kijken wat er in het concept van bodemmechanica zit, hoe bodemparameters correct kunnen worden berekend.
Bodemdichtheid
Dichtheid is een eigenschap van grond die wordt bepaald door de verhouding tussen het soortelijk gewicht en het 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 ze dezelfde minerale samenstelling hebben.
Van de fysische en mechanische eigenschappen van bodems wordt de dichtheid als een van de belangrijkste beschouwd. Hun toestand kan worden beoordeeld aan de hand van hun karakteristieke dichtheid. Bepaling van de dichtheid is noodzakelijk tijdens de aanleg van wegen, funderingen van gebouwen (om de spanningen langs de basis te verdelen), bij het leggen van communicatie, om de weerstand van hellingen tegen aardverschuivingen te berekenen, om gebouwde gebouwen te verankeren, om het volume van grondwerken te bepalen.
De dichtheid beïnvloedt de doorlaatbaarheid van de bodem. Als het nat is of een goed absorptievermogen heeft, kan het na de constructie van het gebouw krimpen, in de winter doet zich een ander probleem voor: vorst. Als u weet welke dichtheid de grond heeft, kunt u de vernietiging of overstroming van een gebouw helpen voorkomen en geschikte materialen voor de bouw selecteren.
Deeltjesdichtheid
Dit is een fysisch kenmerk van de bodem; het hangt af van de minerale samenstelling, organo-minerale en organische stoffen. De deeltjesdichtheid is de verhouding van de massa vaste deeltjes in volledig droge (vochtarme) grond tot het volume ervan met een ongestoorde structuur. Afhankelijk van de minerale samenstelling, wordt de dichtheid van deeltjes bepaald door de structurele bindingen en structuur, porositeit van de bodem. Hoe meer mineralen de bodem bevat en hoe minder porositeit, hoe dichter deze is.
Op basis van de waarde van de deeltjesdichtheid worden de waarden van sterkte- en vervormingseigenschappen bepaald, die worden gebruikt om het draagvermogen van bodems en de mogelijkheid van hun gebruik voor de constructie van constructies te evalueren.
Bodemvocht
Vochtigheid is de verhouding tussen de massa vloeistof in de bodem en de droge massa. Het draagvermogen van de grond is afhankelijk van deze eigenschap.Voor bijna alle bodems, behalve grof gesteente en grof zand, neemt het draagvermogen af naarmate de luchtvochtigheid toeneemt. Voor een met water verzadigde zal het dus minder zijn dan voor een droge.
De vochtigheid wordt in het laboratorium bepaald met behulp van de verdichtingsmethode, dat wil zeggen dat wordt bepaald bij welke vochtigheid de grond de grootste dichtheid zal krijgen. Het kenmerk wordt uitgedrukt als een percentage, van 0 tot 100%. De optimale luchtvochtigheid voor zand is 8-14%, voor zandige leem - 9-15%, leem - 12-18% en klei - 16-26%.
Beoordeling
Granulometrische of mechanische samenstelling is het percentage deeltjes van verschillende grootte in grond of gesteente, ongeacht de chemische en minerale samenstelling ervan. Bodemdeeltjes zijn geïsoleerde overblijfselen van gesteenten, mineralen, amorfe verbindingen en andere bodemcomponenten die een chemische binding hebben. Deeltjes van vergelijkbare grootte worden gecombineerd tot fracties. Er zijn de volgende soorten bodemmechanische elementen: organomineraal, organisch en mineraal.
De agrarische productie-eigenschappen van de bodem zijn afhankelijk van de mechanische samenstelling, bijvoorbeeld het vermogen om vocht en lucht door te laten en vast te houden, de processen van beweging van stoffen, accumulatie en transformatie, structuur, thermische en luchtregimes.En uiteindelijk hangt het af van hoe vruchtbaar het land zal zijn, zowel met constante teelt, watergift en bemesting, als zonder.
Droge bodemdichtheid
Het wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa van absoluut droge grond (zonder vocht in de poriën) tot het volume, rekening houdend met het poriënvolume. De karakteristiek wordt gemeten in g per kubieke meter. zie dat kan worden bepaald als het vochtgehalte en de porositeit bekend zijn. Berekeningen worden uitgevoerd in laboratoriumomstandigheden.
Porositeitscoëfficiënt
De coëfficiënt toont de aanwezigheid van kleine holtes in de grond. Berekend als een procentuele verhouding tussen het volume van de holtes en het totale volume. Om de waarde op verschillende gronden te bepalen, worden verschillende methoden gebruikt. In kleigronden wordt de porositeit vanwege de cohesie bepaald in overeenstemming met het volume en het soortelijk gewicht van de bemonsterde grond.
Het bepalen van de porositeitscoëfficiënt is noodzakelijk ter voorbereiding op de bouw, omdat er een verband bestaat tussen deze en andere kenmerken. Het niveau van het draagvermogen is afhankelijk van de porositeitsindex; deze neemt af naarmate de porositeit afneemt. Zonder informatie over de porositeit is het onmogelijk om de mate van bodemweerstand te kennen of de mogelijke vervormbaarheid van gebouwen te bepalen.
Vervorming van gebouwen ontstaat door de beweging en samendrukbaarheid van bodemdeeltjes, bijvoorbeeld door de invloed van neerslag. Een onbeduidend en uniform vocht vermindert de stabiliteit van gebouwen niet, maar een grote hoeveelheid vocht kan ongewenste vervormingen veroorzaken. Ongelijkmatige neerslag is zelfs nog gevaarlijker; het kan verplaatsingen en kantelingen veroorzaken, wat leidt tot overbelasting van 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 vervormingen van het gebouw tegenkomen in de vorm van scheuren en verzakkingen.
Vochtigheidsniveau
Dit is de verhouding tussen het natuurlijke bodemvocht en het vochtgehalte, wat overeenkomt met het vochtgehalte wanneer de poriën gevuld zijn met water, waarin geen luchtbellen achterblijven. Bodem met indicatoren van 0 tot 0,5 wordt beschouwd als vochtarm, nat - van 0,5 tot 0,8 en waterverzadigd - van 0,8 tot 1. Kleigronden zijn vaak natter, zandgronden zijn respectievelijk droog.
Rekenmachine 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. Basisrekenmodellen kunnen echter helpen deze voor specifieke taken te berekenen.
Om de berekeningen bij het maken van een project te vereenvoudigen, wordt de Prandtl-formule gebruikt, die helpt bij het berekenen van het draagvermogen van de grond. Om de mate van stabiliteit en sterkte van de basis te bepalen en mogelijke vervorming te bepalen, is het noodzakelijk om de mate van spanning te bepalen. Hiervoor kunnen vergelijkingen worden toegepast die zijn gebaseerd op de lineaire relatie tussen spanning en rek, bijvoorbeeld de wet van Hooke. De belasting op de fundering mag dus niet groter zijn dan de uiteindelijke bodemweerstand.
De berekening wordt uitgevoerd op basis van het draagvermogen om het mogelijke stabiliteitsverlies van het gebouw, de aard van de vernietiging, de mate van vervorming en het type ervan te bepalen. Er wordt ook rekening gehouden met de toestand waarin de normale werking moeilijk kan zijn, de duurzaamheid van het gebouw wordt verminderd vanwege de mogelijkheid van verzakkingen, kantelen, enzovoort.
De fysische eigenschappen van bodems zijn de bepalende kenmerken waarmee de toestand van de bodem kan worden bepaald en de mogelijkheid om parameters te veranderen onder invloed van verschillende fysische en chemische factoren.
Om het type bodem en het gedrag ervan als basis voor de constructie te bepalen, de eigenschappen die nodig zijn voor ontwerpbeslissingen, is een voorwaarde de bepaling van fysieke en mechanische kenmerken met behulp van laboratoriummethoden.
