Садржај
- Формула за носивост тла
- Методе утврђивања носивости тла
- Шта је фактор сигурности?
- Практични прорачуни носивости
- Шта узрокује стрес тла?
- Класификација тла по саставу
- Графикон капацитета носивости тла
Тхе носивост тла је дат једначином Ка = Ку/ ФС у којима Ка је дозвољена носивост (у кН / м)2 или лб / фт2), Ку је крајња носивост (у кН / м)2 или лб / фт2) и ФС је фактор сигурности. Коначна носивост Ку је теоретска граница носивости.
Слично томе како се ослањала Писа кула услед деформације тла, инжењери користе ове прорачуне приликом одређивања тежине зграда и кућа. Пошто инжењери и истраживачи постављају темељ, они морају да осигурају да су њихови пројекти идеални за тло које га подржава. Носивост је једна од метода мерења ове чврстоће. Истраживачи могу израчунати носивост тла одређивањем границе додира тла између тла и материјала који је на њему постављен.
Ова израчунавања и мерења се изводе на пројектима који укључују мостове темеље, потпорне зидове, бране и цевоводе који теку под земљом. Ослањају се на физику тла проучавањем природе разлика проузрокованих притиском пора воде у материјалу који се налази испод темеља и интер-грануларним ефикасним напоном између самих честица тла. Они такође зависе од механике флуида у размацима између честица тла. Ово је последица пуцања, продирања и чврстоће на смицање самог тла.
Следећи одељци детаљније су детаљни о овим прорачунима и њиховој употреби.
Формула за носивост тла
Плитки темељи укључују траке за подножје, четвртасте подлоге и кружне подлоге. Дубина је обично 3 метра и омогућава јефтиније, изводљиве и лакше преносиве резултате.
Терзагхи Ултимате Теорија носивости капацитета диктира да можете израчунати крајњу носивост за плитке континуиране темеље Ку са Ку = ц Нц + г Д Нк + 0,5 г БНг у којима ц је кохезија тла (у кН / м)2 или лб / фт2), г је ефективна јединична тежина тла (у кН / м)3 или лб / фт3), Д је дубина подножја (у м или фт), а Б је ширина подножја (у м или фт).
За плитке квадратне темеље једначина је Ку са Ку = 1.3ц Нц + г Д Нк + 0,4 г БНг а за плитке кружне темеље једначина је Ку = 1.3ц Нц + г Д Нк + 0,3 г БНг.. У неким варијацијама г је замењен са γ.
Остале променљиве зависе од других израчуна. Нк је е2π (.75-ф / 360) танф / 2цос2 (45 + ф / 2), Нц износи 5,14 фор ф = 0 и Нк-1 / танф за све остале вредности ф, Нг је танф (Кпг/ цос2ф - 1) / 2.
Кпг се добија графичким приказом количина и одређивањем које вредности Кпг објашњава уочене трендове. Неки користе Нг = 2 (Нк+1) танф / (1 + .4син4)ф) _ као апроксимација без потребе за израчунавањем _Кпг.
Може доћи до ситуација у којима тло показује локалне знакове грешка смицања. То значи да чврстоћа тла не може показати довољно чврстоће за темељ, јер отпор између честица у материјалу није довољно велик. У тим ситуацијама, квадратни темељи су коначне носивости Ку = .867ц Нц + г Д Нк + 0,4 г БНг , непрекидни темељи и_с_ Ку = 2 / 3ц Нц + г Д Нк + 0,5 г Б Нг, а кружни темељи су Ку = .867ц Нц + г Д Нк + 0,3 г Б Н__г.
Методе утврђивања носивости тла
Дубоки темељи укључују стубове и цаосоне. Једначина за израчунавање коначне носивости ове врсте тла је Ку = Кп + Кф _ин који _Ку је крајња носивост (у кН / м)2 или лб / фт2), Кп је теоријска носивост за врх темеља (у кН / м)2 или лб / фт2) и Кф је теоријска носивост услед трења осовине између осовине и тла. То вам даје још једну формулу за носивост тла
Можете израчунати теоретски основни капацитет лежаја (врха) Кп као што Кп = Апкп у којима Кп је теоријска носивост крајњег лежаја (у кН / м)2 или лб / фт2) и Ап је ефективна површина врха (у м2 или фт2).
Теоријска јединична носивост тла на муљевима без кохезије кп је кДНк и за кохезивна тла 9ц, (оба у кН / м)2 или лб / фт2). Дц је критична дубина за гомиле слабе или песка (у м или фт). То би требало бити 10Б за сирове и пескове, 15Б за меке густе и пескове и 20Б за веома густе муљеве и песке.
За кожу (осовина) капацитет трења темељног пилота, теоријска носивост Кф је Афкф за један хомогени слој тла и пСкфЛ за више од једног слоја земље. У тим једначинама, Аф _ је ефективна површина осовине гомиле, _кф је кстан (д), теоријски капацитет трења јединице за тла без кохезије (у кН / м)2 или лб / фт) у коме к је бочни притисак земље, с је ефективни притисак преоптерећења и Д је спољни угао трења (у степенима). С је збир различитих слојева тла (тј. а1 + а2 + .... + ан).
За силте, овај теоријски капацитет је цА + кстан (д) у којима цА је адхезија. То је једнако ц, кохезија тла за груби бетон, рђани челик и валовити метал. За глатки бетон вредност је .8ц до ц, и за чист челик то јест .5ц до .9ц. п је обод пресека хрпе (у м или фт). Л је ефективна дужина гомиле (у м или фт).
За кохезивна тла кф = аСу у коме је а фактор адхезије, мерено као 1 -1. (Суц)2 за Суц мање од 48 кН / м2 где Суц = 2ц је неприлагођена чврстоћа на компресију (у кН / м)2 или лб / фт2). За Суц већа од ове вредности, а = / Суц.
Шта је фактор сигурности?
Фактор сигурности се креће од 1 до 5 за различите сврхе. Овај фактор може објаснити величину штете, релативну промену шанси да пројекат не успе, сами подаци о земљишту, конструкција толеранције и тачност дизајнерских метода анализе.
У случају квара смицања, фактор сигурности варира од 1,2 до 2,5. За бране и насипе, фактор сигурности креће се од 1,2 до 1,6. За потпорне зидове, 1,5 до 2,0, за гомилање плоча одрезаног слоја, 1,2 до 1,6, за копачке ископине, 1,2 до 1,5, за подупирање носача с нагибом, фактор је 2 до 3, за подножја за подлоге од 1,7 до 2,5. Насупрот томе, у случају квара продирања, док материјали пробијају кроз мале рупе у цевима или другим материјалима, сигурносни фактор се креће од 1,5 до 2,5 за подизање и 3 до 5 за цевовод.
Инжењери такође користе правила палца за фактор сигурности као 1.5 за потпорне зидове који су преврнути гранулираним испунама, 2.0 за кохезивно затрпавање, 1.5 за зидове са активним притиском земље и 2.0 за оне са пасивним притиском земље. Ови фактори сигурности помажу инжењерима да избјегну грешке смицања и продирања, као и да се тло може помицати као резултат оптерећења на њему.
Практични прорачуни носивости
Наоружани резултатима испитивања, инжењери израчунавају колико оптерећења земља може сигурно да поднесе. Почевши од тежине потребне за шишање тла, додају фактор сигурности тако да структура никада не примјени довољно тежине да деформише тло. Могу подесити стопало и дубину темеља да би остали унутар те вредности. Алтернативно, они могу да стлаче тло да повећају његову чврстоћу, на пример, помоћу ваљка за компактно лабаво пуњење материјала за пут.
Методе за одређивање носивости тла укључују максимални притисак који темељ може вршити на тло тако да је прихватљиви фактор сигурности против оштећења смицања испод темеља и да је задовољено прихватљиво укупно и диференцијално таложење.
Крајња носивост је минимални притисак који би проузроковао неуспјех смицања потпорног тла непосредно испод темеља. Они узимају у обзир чврстоћу смицања, густину, пропусност, унутрашње трење и друге факторе приликом изградње грађевина на тлу.
Инжењери користе своју најбољу просудбу овим методама утврђивања носивости тла приликом обављања многих од ових мерења и израчунавања. Ефективна дужина захтева да инжењер одлучи где ће започети и зауставити мерење. Као једна од метода, инжењер може изабрати употребу дубине гомиле и одузимање евентуално узнемирених површинских земљишта или мешавина тла. Инжењер такође може да одлучи да га измери као дужину сегмента гомиле у једном слоју тла који се састоји од многих слојева.
Шта узрокује стрес тла?
Инжињери морају да обрађују тла као мешавине појединачних честица које се крећу један према другом. Ове јединице тла могу се проучавати да би се разумела физика која стоји иза ових покрета приликом одређивања тежине, силе и других количина у односу на зграде и пројекте које инжењери граде на њима.
Неуспјех смицања може настати услијед напрезања на тло због којих се честице одупиру једна другој и распршују се на начине који штетно дјелују на изградњу. Из тог разлога, инжењери морају бити опрезни у одабиру дизајна и тла с одговарајућом чврстоћом смицања.
Тхе Мохр Цирцле може да визуелно представи смичне напрезања на равнинама важним за грађевинске пројекте. Мохров круг напрезања користи се у геолошким истраживањима испитивања тла. То укључује употребу узорака тла у облику цилиндра, тако да радијални и аксијални напони делују на слојеве тла, рачунато помоћу равнина. Затим истраживачи користе ове прорачуне да би одредили носивост тла у темељима.
Класификација тла по саставу
Истраживачи физике и инжењерства могу класификовати тла, песак и шљунак према њиховој величини и хемијским састојцима. Инжењери мере специфичну површину ових састојака као однос површине честица и масе честица као једну методу њиховог класификовања.
Кварц је најчешћа компонента муља и песка, а сљуба и пољоспар су друге уобичајене компоненте. Глинени минерали попут монтмориллонита, илитита и каолинита чине лимове или структуре које су у облику плоче са великим површинама. Ови минерали имају специфичне површине од 10 до 1.000 квадратних метара по граму чврсте материје.
Ова велика површина омогућава хемијске, електромагнетне и ван дер Ваалсове интеракције. Ови минерали могу бити веома осетљиви на количину течности која може проћи кроз њихове поре. Инжињери и геофизичари могу одредити врсте глине присутне у различитим пројектима како би израчунали ефекте тих сила да их урачунају у своје једначине.
Тла са високом активношћу глине могу бити веома нестабилна јер су врло осетљива на течност. Они бубре у присуству воде и смањују се у њеном одсуству. Ове силе могу проузроковати пукотине на физичким основама зграда. Са друге стране, материјали који су глине ниске активности и који се формирају под стабилнијом активношћу могу бити много једноставнији за рад.
Графикон капацитета носивости тла
Геотецхдата.инфо садржи листу вредности носивости тла које можете користити као графикон носивости тла.