En la construcció, les propietats del sòl són importants, especialment com es comporten els diferents tipus de sòl sota càrrega i com els propis edificis hi influeixen. Hi ha una disciplina especial que estudia la resistència i l'estabilitat de les masses de sòl i les condicions per a la seva utilització com a fonamentació per a la construcció d'estructures. Considerem què inclou el concepte de mecànica del sòl, com calcular correctament els paràmetres del sòl.
Densitat del sòl
La densitat és una propietat del sòl que es determina per la relació entre la gravetat específica i el volum.Depèn de la composició mineralògica del sòl, així com del grau de dispersió, per això els sòls argilosos són més densos que els sòls sorrencs, malgrat que tenen la mateixa composició mineral.
Entre les propietats físiques i mecàniques dels sòls, la densitat es considera una de les principals. El seu estat es pot jutjar per la seva densitat característica. La determinació de la densitat és necessària durant la construcció de carreteres, fonaments d'edificis (per distribuir les tensions al llarg de la base), en establir comunicacions, per calcular la resistència dels talussos a l'esllavissada, assentament d'edificis construïts, per determinar el volum de moviments de terra.
La densitat afecta la permeabilitat del sòl. Si està humit o té una bona absorció, després de la construcció de l'edifici es pot reduir; a l'hivern, sorgeix un altre problema: la gelada. Saber quina densitat té el sòl ajudarà a prevenir la destrucció o inundació d'un edifici i a seleccionar els materials adequats per a la construcció.
Densitat de partícules
Aquesta és una característica física del sòl, depèn de la composició mineral, substàncies organominerals i orgàniques. La densitat de partícules és la relació entre la massa de partícules sòlides en un sòl completament sec (sense humitat) i el seu volum amb una estructura no alterada. Depèn de la composició mineral, la densitat de les partícules està determinada pels enllaços estructurals i l'estructura, la porositat del sòl. Com més minerals conté el sòl i menys porositat, més densa és.
A partir del valor de la densitat de partícules, es determinen els valors de les característiques de resistència i deformació, que s'utilitzen per avaluar la capacitat de suport dels sòls i la possibilitat del seu ús per a la construcció d'estructures.
Humitat del sòl
La humitat és la relació entre la massa de líquid contingut en el sòl i la seva massa seca. La capacitat portant del sòl depèn d'aquesta característica.Per a gairebé tots els sòls, excepte les roques gruixudes i la sorra gruixuda, la capacitat portant disminueix amb l'augment de la humitat. Per tant, per a un saturat d'aigua serà menys que per a un sec.
La humitat es determina al laboratori mitjançant el mètode de compactació, és a dir, es determina a quina humitat adquirirà el sòl la major densitat. La característica s'expressa en percentatge, del 0 al 100%. La humitat òptima per a la sorra és del 8-14%, per a marga sorrenca - 9-15%, marga - 12-18% i argila - 16-26%.
Classificació
La composició granulomètrica o mecànica és el contingut percentual de partícules de diferents mides en el sòl o la roca, independentment de la seva composició química i mineral. Les partícules del sòl són restes aïllades de roques, minerals, compostos amorfs i altres components del sòl que es troben en un enllaç químic. Les partícules de mida similar es combinen en fraccions. Hi ha els següents tipus d'elements mecànics del sòl: organominerals, orgànics i minerals.
Les propietats de producció agrícola del sòl depenen de la composició mecànica, per exemple, la capacitat de passar i retenir la humitat i l'aire, els processos de moviment de substàncies, acumulació i transformació, estructura, règims tèrmics i d'aire.I, en definitiva, depèn de com de fèrtil serà la terra, tant amb conreu, reg i fertilització constants, com sense ells.
Densitat del sòl sec
Es defineix com la relació entre la massa de sòl absolutament sec (sense humitat als porus) i el volum, tenint en compte el volum de porus. La característica es mesura en g per metre cúbic. veure que es pot determinar si es coneixen el contingut d'humitat i la porositat. Els càlculs es realitzen en condicions de laboratori.
Coeficient de porositat
El coeficient mostra la presència de petits buits al sòl. Calculat com a relació percentual entre el volum de buits i el volum total. Per determinar el valor en diferents sòls, s'utilitzen diferents mètodes. En sòls argilosos, a causa de la cohesió, la porositat es determina d'acord amb la gravetat volumètrica i específica del sòl mostrejat.
La determinació del coeficient de porositat és necessària en la preparació de la construcció, ja que hi ha una connexió entre aquest i altres característiques. El nivell de capacitat de càrrega depèn de l'índex de porositat; disminueix a mesura que disminueix la porositat. Sense informació sobre la porositat, és impossible conèixer el grau de resistència del sòl o determinar la possible deformabilitat dels edificis.
La deformació dels edificis es produeix a causa del moviment i la compressibilitat de les partícules del sòl, per exemple, a causa de la influència de la precipitació. La humitat insignificant i uniforme no redueix l'estabilitat dels edificis, però un gran volum d'humitat pot provocar deformacions no desitjades. Les precipitacions desiguals són encara més perilloses; poden provocar desplaçaments i inclinacions, provocant un sobreesforç en les estructures de càrrega. Si la compressibilitat del sòl sota diferents parts de la base no és la mateixa o la càrrega sobre ell és diferent, sovint es pot trobar deformació de l'edifici en forma d'esquerdes i enfonsament.
Nivell d'humitat
Aquesta és la relació entre la humitat natural del sòl i el contingut d'humitat, que correspon al contingut d'humitat quan els porus s'omplen d'aigua, en què no queden bombolles d'aire. El sòl amb indicadors de 0 a 0,5 es considera amb poca humitat, humit - de 0,5 a 0,8 i saturat d'aigua - de 0,8 a 1. Els sòls argilosos sovint són més humits, els sòls arenosos són, respectivament, secs.
Calculadora per calcular paràmetres del sòl
En el disseny d'edificis, s'utilitzen diferents models de càlcul, utilitzats per a sòls de complexitat variable. Per a tasques generals, l'avaluació principal és la capacitat portant, que revela les propietats de resistència i deformació dels fonaments. Tanmateix, els models de càlcul bàsics poden ajudar a calcular-los per a tasques específiques.
Per simplificar els càlculs a l'hora de crear un projecte, s'utilitza la fórmula de Prandtl, que ajuda a calcular la capacitat de càrrega del sòl. Per determinar el grau d'estabilitat i resistència de la base i determinar la possible deformació, cal determinar el grau de tensió. Per a això, es poden aplicar equacions que es basen en la relació lineal entre la tensió i la deformació, per exemple, la llei de Hooke. Per tant, la càrrega sobre la base no hauria de ser superior a la resistència final del sòl.
El càlcul es realitza en funció de la capacitat portant per determinar la possible pèrdua d'estabilitat de l'edifici, la naturalesa de la destrucció, el grau de deformació i el seu tipus. També es calcula la condició en què el funcionament normal pot ser difícil, la durabilitat de l'edifici es redueix a causa de la possibilitat d'enfonsament, inclinació, etc.
Les propietats físiques dels sòls són les característiques definitòries per les quals es pot determinar l'estat del sòl i la possibilitat de canviar els paràmetres sota la influència de diversos factors físics i químics.
Per determinar el tipus de sòl i el seu comportament com a base per a la construcció, les propietats necessàries per a les decisions de disseny, un requisit previ és la determinació de les característiques físiques i mecàniques mitjançant mètodes de laboratori.
