I byggeriet er jordegenskaberne vigtige, især hvordan forskellige jordtyper opfører sig under belastning, og hvordan bygningerne selv påvirker det. Der er en særlig disciplin, der studerer styrken og stabiliteten af jordmasser og betingelserne for deres anvendelse som fundament for konstruktion af strukturer. Lad os overveje, hvad der er inkluderet i begrebet jordmekanik, hvordan man korrekt beregner jordparametre.
Jorddensitet
Massefylde er en egenskab ved jord, der bestemmes af forholdet mellem vægtfylde og volumen.Det afhænger af jordens mineralogiske sammensætning, samt spredningsgraden, hvorfor lerjord er tættere end sandjord, på trods af at de har samme mineralsammensætning.
Blandt jordbundens fysiske og mekaniske egenskaber betragtes tæthed som en af de vigtigste. Deres tilstand kan bedømmes ud fra deres karakteristiske tæthed. Bestemmelse af tæthed er nødvendig under opførelsen af veje, fundamenter af bygninger (for at fordele spændinger langs bunden), når der lægges kommunikation, for at beregne modstanden af skråninger til jordskred, afvikling af konstruerede bygninger, for at bestemme mængden af jordarbejde.
Massefylde påvirker jordens permeabilitet. Hvis det er vådt eller har en god absorberingsevne, kan det efter opførelsen af bygningen krympe; om vinteren opstår der et andet problem - frosthævning. At vide, hvilken tæthed jorden har, vil hjælpe med at forhindre ødelæggelse eller oversvømmelse af en bygning og vælge egnede materialer til byggeri.
Partikeldensitet
Dette er en fysisk egenskab ved jorden; det afhænger af mineralsammensætningen, organominerale og organiske stoffer. Partikeltæthed er forholdet mellem massen af faste partikler i fuldstændig tør (uden fugt) jord til dens volumen med en uforstyrret struktur. Afhænger af mineralsammensætningen bestemmes partiklernes tæthed af de strukturelle bindinger og struktur, jordens porøsitet. Jo flere mineraler jorden indeholder og jo mindre porøsitet, jo tættere er den.
Baseret på værdien af partikeltæthed bestemmes værdierne for styrke og deformationskarakteristika, som bruges til at evaluere jordens bæreevne og muligheden for deres anvendelse til konstruktion af strukturer.
Jordfugtighed
Fugtighed er forholdet mellem massen af væske indeholdt i jorden og dens tørre masse. Jordens bæreevne afhænger af denne egenskab.For næsten alle jorde, undtagen grove sten og groft sand, falder bæreevnen med stigende luftfugtighed. Så for en vandmættet vil det være mindre end for en tør.
Luftfugtighed bestemmes i laboratoriet ved hjælp af komprimeringsmetoden, det vil sige, det bestemmes ved hvilken luftfugtighed jorden får den største tæthed. Karakteristikken er udtrykt i procent, fra 0 til 100%. Den optimale luftfugtighed for sand er 8-14%, for sandet ler - 9-15%, ler - 12-18% og ler - 16-26%.
Bedømmelse
Granulometrisk eller mekanisk sammensætning er det procentvise indhold af partikler af forskellig størrelse i jord eller sten, uanset dets kemiske og mineralske sammensætning. Jordpartikler er isolerede rester af sten, mineraler, amorfe forbindelser og andre jordkomponenter, der er i en kemisk binding. Partikler af lignende størrelse kombineres til fraktioner. Der er følgende typer jordmekaniske elementer: organiske mineraler, organiske og mineralske.
Jordens landbrugsproduktionsegenskaber afhænger af den mekaniske sammensætning, for eksempel evnen til at passere og fastholde fugt og luft, processerne for bevægelse af stoffer, akkumulering og transformation, struktur, termiske og luftregimer.Og i sidste ende afhænger det af, hvor frugtbart jorden bliver, både med konstant dyrkning, vanding og gødskning og uden dem.
Tør jorddensitet
Det er defineret som forholdet mellem massen af absolut tør jord (uden fugt i porerne) og volumenet under hensyntagen til porevolumenet. Karakteristikken måles i g pr. kubikmeter. se det kan afgøres om fugtindholdet og porøsiteten er kendt. Beregninger udføres i laboratorieforhold.
Porøsitetskoefficient
Koefficienten viser tilstedeværelsen af små hulrum i jorden. Beregnet som et procentuelt forhold mellem volumen af tomrum og det samlede volumen. For at bestemme værdien på forskellige jorder bruges forskellige metoder. I lerjord bestemmes porøsiteten på grund af kohæsion i overensstemmelse med den udtagne jords volumetriske og specifikke vægtfylde.
Bestemmelse af porøsitetskoefficienten er nødvendig som forberedelse til byggeri, da der er en sammenhæng mellem den og andre egenskaber. Niveauet af bæreevne afhænger af porøsitetsindekset; det falder, når porøsiteten falder. Uden information om porøsitet er det umuligt at kende graden af jordmodstand eller bestemme bygningers mulige deformerbarhed.
Deformation af bygninger opstår på grund af jordpartiklers bevægelse og kompressibilitet, for eksempel på grund af påvirkning af nedbør. Ubetydelig og ensartet fugt reducerer ikke bygningers stabilitet, men en stor mængde fugt kan forårsage uønskede deformationer. Ujævn nedbør er endnu farligere; det kan forårsage forskydninger og hældninger, hvilket fører til overbelastning i bærende konstruktioner. Hvis jordens kompressibilitet under forskellige dele af fundamentet ikke er den samme, eller belastningen på den er forskellig, kan du ofte støde på deformation af bygningen i form af revner og sætninger.
Luftfugtighedsniveau
Dette er forholdet mellem naturlig jordfugt og fugtindhold, som svarer til fugtindhold, når porerne fyldes med vand, hvori der ikke er luftbobler tilbage. Jord med indikatorer fra 0 til 0,5 betragtes som lavfugtighed, våd - fra 0,5 til 0,8 og vandmættet - fra 0,8 til 1. Lerjord er ofte vådere, sandjord er henholdsvis tør.
Lommeregner til beregning af jordparametre
Ved projektering af bygninger anvendes forskellige beregningsmodeller, der anvendes til jorde af varierende kompleksitet. Ved generelle opgaver er hovedvurderingen bæreevnen, som afslører fundamenternes styrke og deformationsegenskaber. Grundlæggende beregningsmodeller kan dog hjælpe med at beregne dem til specifikke opgaver.
For at forenkle beregninger ved oprettelse af et projekt, anvendes Prandtl-formlen, som hjælper med at beregne jordens bæreevne. For at bestemme graden af stabilitet og styrke af basen og bestemme mulig deformation er det nødvendigt at bestemme graden af spænding. Til dette kan ligninger, der er baseret på det lineære forhold mellem stress og belastning, for eksempel Hookes lov, anvendes. Belastningen på fundamentet bør således ikke være større end den ultimative jordmodstand.
Beregningen udføres ud fra bæreevnen for at bestemme bygningens mulige tab af stabilitet, ødelæggelsens art, deformationsgraden og dens type. Der beregnes også den tilstand, hvor normal drift kan være vanskelig, bygningens holdbarhed reduceres på grund af mulighed for sætning, vipning mv.
Jordens fysiske egenskaber er de definerende egenskaber, hvormed jordens tilstand kan bestemmes, og muligheden for at ændre parametre under indflydelse af forskellige fysiske og kemiske faktorer.
For at bestemme typen af jord og dens opførsel som grundlag for konstruktion, de egenskaber, der er nødvendige for designbeslutninger, er en forudsætning bestemmelse af fysiske og mekaniske egenskaber ved laboratoriemetoder.
