В строителството свойствата на почвата са важни, особено как различните видове почва се държат при натоварване и как самите сгради влияят върху това. Има специална дисциплина, която изучава здравината и устойчивостта на почвените масиви и условията за използването им като основи за изграждане на конструкции. Нека да разгледаме какво е включено в концепцията за механика на почвата, как правилно да изчислим параметрите на почвата.
Плътност на почвата
Плътността е свойство на почвата, което се определя от отношението на специфичното тегло към обема.Зависи от минералогичния състав на почвата, както и от степента на дисперсност, поради което глинестите почви са по-плътни от песъчливите, въпреки факта, че имат същия минерален състав.
Сред физичните и механичните свойства на почвите, плътността се счита за една от основните. За състоянието им може да се съди по характерната им плътност. Определянето на плътността е необходимо при изграждането на пътища, основи на сгради (за разпределяне на напреженията по протежение на основата), при полагане на комуникации, за изчисляване на устойчивостта на склонове към свлачища, уреждане на изградени сгради, за определяне на обема на земните работи.
Плътността влияе върху пропускливостта на почвата. Ако е мокър или има добра абсорбция, тогава след изграждането на сградата може да се свие, а през зимата възниква друг проблем - измръзване. Познаването на плътността на почвата ще помогне да се предотврати разрушаването или наводняването на сграда и да се изберат подходящи материали за строителство.
Плътност на частиците
Това е физическа характеристика на почвата, зависи от минералния състав, органоминералните и органичните вещества. Плътността на частиците е съотношението на масата на твърдите частици в напълно суха (без влага) почва към нейния обем с ненарушена структура. В зависимост от минералния състав, плътността на частиците се определя от структурните връзки и структурата, порьозността на почвата. Колкото повече минерали съдържа почвата и колкото по-малко е порьозността, толкова по-плътна е тя.
Въз основа на стойността на плътността на частиците се определят стойностите на характеристиките на якост и деформация, които се използват за оценка на носещата способност на почвите и възможността за тяхното използване за изграждане на конструкции.
Влажност на почвата
Влажността е съотношението на масата на течността, съдържаща се в почвата, към нейната суха маса. От тази характеристика зависи носещата способност на почвата.За почти всички почви, с изключение на едри скали и едър пясък, носещата способност намалява с увеличаване на влажността. Така че за наситена с вода ще бъде по-малко, отколкото за суха.
Влажността се определя в лабораторията по метода на уплътняване, т.е. определя се при каква влажност почвата ще придобие най-голяма плътност. Характеристиката се изразява в проценти от 0 до 100%. Оптималната влажност за пясък е 8-14%, за пясъчна глинеста почва - 9-15%, глинеста почва - 12-18% и глина - 16-26%.
Класиране
Гранулометричен или механичен състав е процентното съдържание на частици с различни размери в почвата или скалата, независимо от нейния химичен и минерален състав. Почвените частици са изолирани останки от скали, минерали, аморфни съединения и други почвени компоненти, които са в химическа връзка. Частици с подобен размер се комбинират във фракции. Има следните видове почвени механични елементи: органоминерални, органични и минерални.
Селскостопанските производствени свойства на почвата зависят от механичния състав, например способността за преминаване и задържане на влага и въздух, процесите на движение на веществата, натрупване и трансформация, структура, топлинни и въздушни режими.И в крайна сметка зависи колко плодородна ще бъде земята, както с постоянна обработка, поливане и торене, така и без тях.
Плътност на суха почва
Определя се като съотношението на масата на абсолютно суха почва (без влага в порите) към обема, като се вземе предвид обемът на порите. Характеристиката се измерва в g на кубичен метър. вижте, може да се определи, ако съдържанието на влага и порьозността са известни. Изчисленията се извършват в лабораторни условия.
Коефициент на порьозност
Коефициентът показва наличието на малки кухини в почвата. Изчислява се като процентно съотношение между обема на кухините и общия обем. За определяне на стойността на различни почви се използват различни методи. В глинестите почви, поради кохезията, порьозността се определя в съответствие с обемното и специфичното тегло на взетата проба почва.
Определянето на коефициента на порьозност е необходимо при подготовката за строителство, тъй като има връзка между него и други характеристики. Нивото на носеща способност зависи от индекса на порьозност, той намалява с намаляване на порьозността. Без информация за порьозността е невъзможно да се знае степента на устойчивост на почвата или да се определи възможната деформируемост на сградите.
Деформацията на сградите възниква поради движението и свиваемостта на почвените частици, например поради влиянието на валежите. Незначителната и равномерна влага не намалява устойчивостта на сградите, но голямото количество влага може да причини нежелани деформации. Неравномерните валежи са още по-опасни, те могат да причинят измествания и накланяния, което води до пренапрежение на носещите конструкции. Ако свиваемостта на почвата под различните части на основата не е еднаква или натоварването върху нея е различно, често можете да срещнете деформация на сградата под формата на пукнатини и слягане.
Ниво на влажност
Това е отношението на естествената влажност на почвата към съдържанието на влага, което съответства на съдържанието на влага, когато порите са запълнени с вода, в която не остават въздушни мехурчета. Почвата с показатели от 0 до 0,5 се счита за нисковлажна, влажна - от 0,5 до 0,8 и наситена с вода - от 0,8 до 1. Глинените почви често са по-влажни, песъчливите почви съответно са сухи.
Калкулатор за изчисляване на параметрите на почвата
При проектирането на сгради се използват различни изчислителни модели, използвани за почви с различна сложност. За общите задачи основната оценка е носещата способност, която разкрива якостните и деформационните свойства на основите. Основните изчислителни модели обаче могат да помогнат при изчисляването им за конкретни задачи.
За опростяване на изчисленията при създаване на проект се използва формулата на Prandtl, която помага да се изчисли носещата способност на почвата. За да се определи степента на стабилност и здравина на основата и да се определи възможната деформация, е необходимо да се определи степента на напрежение. За тази цел могат да се приложат уравнения, които се основават на линейната връзка между напрежението и деформацията, например законът на Хук. По този начин натоварването на основата не трябва да надвишава максималното съпротивление на почвата.
Изчислението се извършва въз основа на носещата способност, за да се определи възможната загуба на стабилност на сградата, естеството на разрушаването, степента на деформация и нейния вид. Изчислява се и състоянието, при което нормалната експлоатация може да бъде затруднена, намалява се дълготрайността на сградата поради възможността за слягане, накланяне и др.
Физическите свойства на почвите са определящите характеристики, чрез които може да се определи състоянието на почвата и възможността за промяна на параметрите под въздействието на различни физични и химични фактори.
За определяне на вида на почвата и нейното поведение като основа за строителство, свойствата, необходими за проектните решения, задължително условие е определянето на физико-механичните характеристики чрез лабораторни методи.
