Statyboje svarbios grunto savybės, ypač tai, kaip skirtingų tipų gruntas elgiasi esant apkrovai ir kokią įtaką tam daro patys pastatai. Yra speciali disciplina, tirianti dirvožemio masių stiprumą ir stabilumą bei jų naudojimo kaip konstrukcijų pamatų sąlygas. Panagrinėkime, kas įtraukta į dirvožemio mechanikos sąvoką, kaip teisingai apskaičiuoti dirvožemio parametrus.
Dirvožemio tankis
Tankis yra dirvožemio savybė, kurią lemia savitojo sunkio ir tūrio santykis.Tai priklauso nuo mineralinės dirvožemio sudėties, taip pat nuo dispersijos laipsnio, todėl molio dirvožemiai yra tankesni nei smėlio dirvožemiai, nepaisant to, kad jie turi tą pačią mineralinę sudėtį.
Tarp fizinių ir mechaninių dirvožemio savybių tankis laikomas vienu iš pagrindinių. Jų būklę galima spręsti pagal būdingą tankį. Tankumo nustatymas būtinas tiesiant kelius, pastatų pamatus (įtempiams paskirstyti išilgai pagrindo), klojant komunikacijas, skaičiuojant šlaitų atsparumą nuošliaužoms, statomų pastatų nusėdimą, nustatyti žemės darbų apimtį.
Tankis turi įtakos dirvožemio pralaidumui. Jei jis šlapias ar turi gerą įgeriamumą, tai po pastato statybos gali susitraukti, žiemą iškyla kita problema - šerkšnas. Žinant, kokio tankio gruntas padės išvengti pastato sunaikinimo ar užliejimo ir parinkti tinkamas medžiagas statybai.
Dalelių tankis
Tai yra fizinė dirvožemio savybė, kuri priklauso nuo mineralinės sudėties, organinių mineralinių ir organinių medžiagų. Dalelių tankis – tai visiškai sausoje (be drėgmės) dirvoje esančių kietųjų dalelių masės ir nepažeistos struktūros dirvožemio tūrio santykis. Priklausomai nuo mineralinės sudėties, dalelių tankį lemia struktūriniai ryšiai ir struktūra, dirvožemio poringumas. Kuo daugiau mineralinių medžiagų dirvožemyje ir kuo mažiau poringumo, tuo jis tankesnis.
Remiantis dalelių tankio verte, nustatomos stiprumo ir deformacijų charakteristikų reikšmės, kuriomis įvertinama gruntų laikomoji galia ir jų panaudojimo konstrukcijų statybai galimybė.
Dirvožemio drėgmė
Drėgmė yra dirvožemyje esančio skysčio masės ir sausos masės santykis. Nuo šios savybės priklauso dirvožemio laikomoji galia.Beveik visų dirvožemių, išskyrus stambias uolienas ir stambų smėlį, laikomoji galia mažėja didėjant drėgmei. Taigi, vandens prisotintai jo bus mažiau nei sausai.
Drėgmė laboratorijoje nustatoma tankinimo metodu, tai yra nustatoma, prie kokios drėgmės dirvožemis įgaus didžiausią tankį. Charakteristika išreiškiama procentais, nuo 0 iki 100%. Optimali smėlio drėgmė yra 8-14%, priesmėlio - 9-15%, priemolio - 12-18% ir molio - 16-26%.
Įvertinimas
Granulometrinė arba mechaninė sudėtis – tai įvairaus dydžio dalelių procentinė dalis dirvožemyje ar uolienoje, neatsižvelgiant į jų cheminę ir mineralinę sudėtį. Dirvožemio dalelės yra izoliuotos uolienų, mineralų, amorfinių junginių ir kitų dirvožemio komponentų liekanos, kurios yra cheminėje jungtyje. Panašaus dydžio dalelės sujungiamos į frakcijas. Yra šie dirvožemio mechaninių elementų tipai: organomineraliniai, organiniai ir mineraliniai.
Dirvožemio žemės ūkio produkcijos savybės priklauso nuo mechaninės sudėties, pavyzdžiui, gebėjimo praleisti ir išlaikyti drėgmę bei orą, medžiagų judėjimo, kaupimosi ir virsmo procesų, sandaros, šilumos ir oro režimų.Ir, galiausiai, tai priklauso nuo to, kokia bus derlinga žemė, tiek nuolat įdirbant, laistant ir tręšiant, tiek be jų.
Sauso dirvožemio tankis
Jis apibrėžiamas kaip absoliučiai sauso dirvožemio (be drėgmės porose) masės ir tūrio santykis, atsižvelgiant į porų tūrį. Charakteristika matuojama g kubiniam metrui. galima nustatyti, jei žinomas drėgmės kiekis ir poringumas. Skaičiavimai atliekami laboratorinėmis sąlygomis.
Akytumo koeficientas
Koeficientas rodo, kad dirvožemyje yra mažų tuštumų. Apskaičiuojamas kaip procentinis santykis tarp tuštumų tūrio ir bendro tūrio. Norint nustatyti vertę skirtinguose dirvožemiuose, naudojami skirtingi metodai. Molinguose dirvožemiuose dėl sanglaudos poringumas nustatomas pagal ėminio dirvožemio tūrinį ir savitąjį svorį.
Akytumo koeficiento nustatymas yra būtinas ruošiantis statybai, nes yra ryšys tarp jo ir kitų charakteristikų. Laikamosios galios lygis priklauso nuo poringumo indekso, mažėjant poringumui, jis mažėja. Neturint informacijos apie poringumą, neįmanoma sužinoti grunto atsparumo laipsnio ar nustatyti galimo pastatų deformuojamumo.
Pastatų deformacija atsiranda dėl dirvožemio dalelių judėjimo ir gniuždymo, pavyzdžiui, dėl kritulių įtakos. Nežymi ir vienoda drėgmė nesumažina pastatų stabilumo, tačiau didelis drėgmės kiekis gali sukelti nepageidaujamas deformacijas. Netolygi krituliai yra dar pavojingesni, jie gali sukelti poslinkius ir posvyrius, dėl kurių gali atsirasti per didelė apkrova laikančiose konstrukcijose. Jei grunto gniuždomumas po skirtingomis pamato dalimis yra nevienodas arba jam tenkanti apkrova yra skirtinga, dažnai galite susidurti su pastato deformacija įtrūkimų ir įdubimų pavidalu.
Drėgmės lygis
Tai natūralaus dirvožemio drėgmės ir drėgmės santykis, kuris atitinka drėgmės kiekį, kai poras užpildo vanduo, kuriame nelieka oro burbuliukų. Dirvožemis su rodikliais nuo 0 iki 0,5 laikomas mažai drėgnu, šlapiu - nuo 0,5 iki 0,8 ir vandens prisotintu - nuo 0,8 iki 1. Molio dirvožemiai dažnai būna drėgnesni, smėlingi - atitinkamai sausi.
Skaičiuoklė dirvožemio parametrams apskaičiuoti
Projektuojant pastatus naudojami skirtingi skaičiavimo modeliai, naudojami įvairaus sudėtingumo gruntams. Atliekant bendrąsias užduotis, pagrindinis vertinimas yra laikomoji galia, kuri atskleidžia pamatų stiprumo ir deformacines savybes. Tačiau pagrindiniai skaičiavimo modeliai gali padėti juos apskaičiuoti konkrečioms užduotims atlikti.
Norint supaprastinti skaičiavimus kuriant projektą, naudojama Prandtl formulė, kuri padeda apskaičiuoti grunto laikomąją galią. Norint nustatyti pagrindo stabilumo ir stiprumo laipsnį ir nustatyti galimą deformaciją, būtina nustatyti įtempių laipsnį. Tam gali būti taikomos lygtys, pagrįstos tiesiniu ryšiu tarp įtempių ir deformacijų, pavyzdžiui, Huko dėsnis. Taigi pamato apkrova neturėtų būti didesnė už didžiausią dirvožemio atsparumą.
Skaičiavimas atliekamas pagal laikomąją galią, siekiant nustatyti galimą pastato stabilumo praradimą, sunaikinimo pobūdį, deformacijos laipsnį ir jo tipą. Taip pat skaičiuojama būklė, kuriai esant gali būti sunku normaliai eksploatuoti, sumažėja pastato ilgaamžiškumas dėl galimybės nuslūgti, pasvirti ir pan.
Dirvožemio fizinės savybės yra apibrėžiančios charakteristikos, pagal kurias galima nustatyti dirvožemio būklę ir galimybę keisti parametrus, veikiant įvairiems fiziniams ir cheminiams veiksniams.
Norint nustatyti grunto tipą ir jo elgseną kaip statybos pagrindą, savybes, būtinas projektiniams sprendimams, būtina sąlyga yra fizikinių ir mechaninių charakteristikų nustatymas laboratoriniais metodais.
