मिट्टी की वहन क्षमतासमीकरण द्वारा दिया गया है
Q_a=\frac{Q_u}{FS}
जिसमेंक्यूएस्वीकार्य असर क्षमता है (केएन/एम. में)2 या पौंड/फीट2), क्यूतुमअंतिम असर क्षमता है (केएन/एम. में)2 या पौंड/फीट2) और FS सुरक्षा कारक है। अंतिम असर क्षमताक्यूतुमअसर क्षमता की सैद्धांतिक सीमा है।
ठीक वैसे ही जैसे पीसा की झुकी मीनार मिट्टी की विकृति के कारण झुक जाती है, इंजीनियर इमारतों और घरों के वजन का निर्धारण करते समय इन गणनाओं का उपयोग करते हैं। जैसा कि इंजीनियरों और शोधकर्ताओं ने नींव रखी है, उन्हें यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि उनकी परियोजनाएं उस जमीन के लिए आदर्श हैं जो इसका समर्थन करती है। असर क्षमता इस ताकत को मापने का एक तरीका है। शोधकर्ता मिट्टी और उस पर रखी सामग्री के बीच संपर्क दबाव की सीमा निर्धारित करके मिट्टी की असर क्षमता की गणना कर सकते हैं।
ये गणना और माप पुल की नींव, दीवारों, बांधों और पाइपलाइनों को बनाए रखने वाली परियोजनाओं पर किए जाते हैं जो भूमिगत चलते हैं। वे छिछले पानी के दबाव के कारण होने वाले अंतरों की प्रकृति का अध्ययन करके मिट्टी के भौतिकी पर भरोसा करते हैं नींव में अंतर्निहित सामग्री और मिट्टी के कणों के बीच अंतर-दानेदार प्रभावी तनाव खुद। वे मिट्टी के कणों के बीच रिक्त स्थान के द्रव यांत्रिकी पर भी निर्भर करते हैं। यह क्रैकिंग, सीपेज और मिट्टी की कतरनी ताकत के लिए जिम्मेदार है।
निम्नलिखित अनुभाग इन गणनाओं और उनके उपयोगों पर अधिक विस्तार से जाते हैं।
मिट्टी की वहन क्षमता का सूत्र Formula
शालो फ़ाउंडेशन में स्ट्रिप फ़ुटिंग्स, स्क्वायर फ़ुटिंग्स और सर्कुलर फ़ुटिंग्स शामिल हैं। गहराई आमतौर पर 3 मीटर है और सस्ता, अधिक व्यवहार्य और अधिक आसानी से हस्तांतरणीय परिणामों की अनुमति देती है।
Terzaghi अंतिम असर क्षमता सिद्धांतनिर्देश देता है कि आप उथले निरंतर नींव के लिए अंतिम असर क्षमता की गणना कर सकते हैंक्यूतुमसाथ से
Q_u=cN_c+gDN_q+0.5gBN_g
जिसमेंसीमिट्टी का सामंजस्य है (kN/m. में)2 या पौंड/फीट2), जीमिट्टी का प्रभावी इकाई भार है (kN/m. में)3 या पौंड/फीट3), घफ़ुटिंग की गहराई है (मीटर या फ़ुट में) और B फ़ुटिंग की चौड़ाई (मीटर या फ़ुट में) है।
उथले वर्ग नींव के लिए, समीकरण हैक्यूतुमसाथ से
Q_u=1.3cN_c+gDN_q+0.4gBN_g
और, उथले गोलाकार नींव के लिए, समीकरण है
Q_u=1.3cN_c+gDN_q+0.3gBN_g
कुछ विविधताओं में, g को से बदल दिया जाता हैγ.
अन्य चर अन्य गणनाओं पर निर्भर करते हैं।नहींक्यूहै
N_q=\frac{e^{2\pi (0.75-\phi '/360)\tan{\phi '}}}{2\cos{(2(45+\phi '/2))}}
नहींसी5.14 के लिए है'=0तथा
N_C=\frac{N_q-1}{\tan{\phi '}}
' के अन्य सभी मानों के लिए,एनजीहै:
N_g=\tan{\phi '}\frac{K_{pg}/\cos{2\phi '}-1}{2}
कस्नातकोत्तरमात्राओं को रेखांकन करने और यह निर्धारित करने से प्राप्त होता है कि का कौन सा मान हैकस्नातकोत्तरदेखे गए रुझानों के लिए खाते। कुछ उपयोगनहींजी = 2 (एनक्यू+1)तनф'/(1+.4sin4')गणना करने की आवश्यकता के बिना सन्निकटन के रूप मेंकस्नातकोत्तर
ऐसी स्थितियां हो सकती हैं जिनमें मिट्टी स्थानीय के लक्षण दिखाती हैकतरनी विफलता. इसका मतलब है कि मिट्टी की ताकत नींव के लिए पर्याप्त ताकत नहीं दिखा सकती क्योंकि सामग्री में कणों के बीच प्रतिरोध पर्याप्त नहीं है। इन स्थितियों में, वर्गाकार नींव की अंतिम असर क्षमता हैक्यूतुम = .८६७सी एनसी + जी डी एनक्यू + 0.4 जी बी एन Bजी ,निरंतर नींव की iरोंक्यू = 2/3 सी एनसी + जी डी एनक्यू + 0.5 जी बी एनजी और गोलाकार नींव हैक्यूतुम = .८६७सी एनसी + जी डी एनक्यू + 0.3 जी बी एनजी.
मिट्टी की वहन क्षमता निर्धारित करने के तरीके
गहरी नींव में घाट नींव और कैसॉन शामिल हैं। इस प्रकार की मिट्टी की अंतिम असर क्षमता की गणना के लिए समीकरण हैक्यूतुम = क्यूपी + क्यूएफ जिसमेंक्यूतुमअंतिम असर क्षमता है (केएन/एम. में)2 या पौंड/फीट2), क्यूपीनींव की नोक के लिए सैद्धांतिक असर क्षमता है (केएन / एम. में)2 या पौंड/फीट2) तथाक्यूएफशाफ्ट और मिट्टी के बीच शाफ्ट घर्षण के कारण सैद्धांतिक असर क्षमता है। यह आपको मिट्टी की वहन क्षमता के लिए एक और सूत्र देता है
आप सैद्धांतिक अंत असर (टिप) क्षमता नींव की गणना कर सकते हैंक्यूपीजैसाक्यूपी = एपीक्यूपीजिसमेंक्यूपीअंत असर के लिए सैद्धांतिक असर क्षमता है (केएन / एम. में)2 या पौंड/फीट2) तथाएपीटिप का प्रभावी क्षेत्र है (m. में)2 या फुट2).
सामंजस्य-रहित गाद मिट्टी की सैद्धांतिक इकाई टिप-असर क्षमताक्यूपीहैक्यूडीएनक्यूऔर, एकजुट मिट्टी के लिए,9सी,(दोनों kN/m. में2 या पौंड/फीट2). घसीढीली सिल्ट या रेत (मीटर या फीट में) में ढेर के लिए महत्वपूर्ण गहराई है। ये होना चाहिए१०बीढीली गाद और रेत के लिए,१५बीमध्यम घनत्व सिल्ट और रेत के लिए और20बीबहुत घने गाद और रेत के लिए।
ढेर नींव की त्वचा (शाफ्ट) घर्षण क्षमता के लिए, सैद्धांतिक असर क्षमताक्यूएफहैएएफक्यूएफएकल सजातीय मिट्टी की परत के लिए औरपीएसक्यूएफलीमिट्टी की एक से अधिक परत के लिए। इन समीकरणों में,एएफ पाइल शाफ्ट का प्रभावी सतह क्षेत्र है,क्यूएफहैकस्तान (डी), सामंजस्य-रहित मिट्टी के लिए सैद्धांतिक इकाई घर्षण क्षमता (kN/m. में)2 या एलबी/फीट) जिसमेंकपार्श्व पृथ्वी दबाव है,रोंप्रभावी ओवरबर्डन दबाव है औरघबाहरी घर्षण कोण (डिग्री में) है।रोंअलग-अलग मिट्टी की परतों का योग है (अर्थात।ए1 + ए2 +... + एनहीं).
सिल्ट के लिए, यह सैद्धांतिक क्षमता हैसीए + कस्तान (डी)जिसमेंसीएआसंजन है। यह के बराबर हैसी,किसी न किसी कंक्रीट, जंग लगे स्टील और नालीदार धातु के लिए मिट्टी का सामंजस्य। चिकने कंक्रीट के लिए, मान है.8सीसेवा मेरेसी, और, स्वच्छ स्टील के लिए, यह है.5सीसेवा मेरे.9सी. पीपाइल क्रॉस सेक्शन की परिधि है (मीटर या फीट में)।लीढेर की प्रभावी लंबाई है (मी या फीट में)।
एकजुट मिट्टी के लिए,क्यूएफ = एएसतुम जिसमें ए आसंजन कारक है, जिसे के रूप में मापा जाता है1-.1 (एसयूसी)2के लियेरोंयूसी48 kN/m. से कम2 कहां हैरोंयूसी = 2सीअपुष्ट संपीड़न शक्ति है (kN/m. में)2 या पौंड/फीट2). के लियेरोंयूसीइस मूल्य से अधिक,ए = [0.9 + 0.3(एसयूसी - 1)]/एसयूसी.
सुरक्षा का कारक क्या है?
विभिन्न उपयोगों के लिए सुरक्षा कारक 1 से 5 तक है। यह कारक नुकसान की भयावहता, किसी परियोजना के विफल होने की संभावना में सापेक्ष परिवर्तन, स्वयं मृदा डेटा, सहिष्णुता निर्माण और विश्लेषण के डिजाइन विधियों की सटीकता के लिए जिम्मेदार हो सकता है।
अपरूपण विफलता के उदाहरणों के लिए, सुरक्षा कारक 1.2 से 2.5 तक भिन्न होता है। बांधों और भरावों के लिए, सुरक्षा कारक 1.2 से 1.6 तक है। दीवारों को बनाए रखने के लिए, यह 1.5 से 2.0 है, शीयर शीट पाइलिंग के लिए, यह १.२ से १.६ है, ब्रेस्ड उत्खनन के लिए, यह १.२ से १.५ है, शीयर स्प्रेड फ़ुटिंग्स के लिए, फ़ैक्टर २ से ३ है, मैट फ़ुटिंग्स के लिए यह १.७ से २.५ है। द्वारा इसके विपरीत, रिसाव की विफलता के उदाहरण, चूंकि सामग्री पाइप या अन्य सामग्रियों में छोटे छेदों से रिसती है, सुरक्षा कारक उत्थान के लिए 1.5 से 2.5 और उत्थान के लिए 3 से 5 तक होता है। पाइपिंग
इंजीनियर भी सुरक्षा कारक के लिए अंगूठे के नियमों का उपयोग करते हैं जैसे कि दीवारों को बनाए रखने के लिए 1.5 जो दानेदार से उलट होते हैं बैकफ़िल, कोसिव बैकफ़िल के लिए 2.0, सक्रिय अर्थ प्रेशर वाली दीवारों के लिए 1.5 और निष्क्रिय अर्थ वाले लोगों के लिए 2.0 दबाव ये सुरक्षा कारक इंजीनियरों को कतरनी और रिसने की विफलताओं से बचने में मदद करते हैं और साथ ही उस पर लोड बेयरिंग के परिणामस्वरूप मिट्टी भी हिल सकती है।
असर क्षमता की व्यावहारिक गणना
परीक्षण के परिणामों से लैस, इंजीनियर गणना करते हैं कि मिट्टी सुरक्षित रूप से कितना भार सहन कर सकती है। मिट्टी को कतरने के लिए आवश्यक वजन के साथ, वे एक सुरक्षा कारक जोड़ते हैं ताकि संरचना कभी भी मिट्टी को विकृत करने के लिए पर्याप्त वजन लागू न करे। वे उस मूल्य के भीतर रहने के लिए नींव के पदचिह्न और गहराई को समायोजित कर सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, वे मिट्टी को उसकी ताकत बढ़ाने के लिए संपीड़ित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक रोलर का उपयोग करके रोडबेड के लिए ढीली भरण सामग्री को कॉम्पैक्ट करने के लिए।
मिट्टी की असर क्षमता निर्धारित करने के तरीकों में अधिकतम दबाव शामिल होता है जो नींव मिट्टी पर लगा सकता है जैसे कि कतरनी विफलता के खिलाफ स्वीकार्य सुरक्षा कारक नींव के नीचे है और स्वीकार्य कुल और अंतर निपटान हैं मिला।
अंतिम असर क्षमता न्यूनतम दबाव है जो नींव के ठीक नीचे और आस-पास सहायक मिट्टी की कतरनी विफलता का कारण बनती है। वे मिट्टी पर संरचनाओं का निर्माण करते समय कतरनी शक्ति, घनत्व, पारगम्यता, आंतरिक घर्षण और अन्य कारकों को ध्यान में रखते हैं।
इनमें से कई माप और गणना करते समय इंजीनियर मिट्टी की असर क्षमता निर्धारित करने के इन तरीकों के साथ अपने सर्वोत्तम निर्णय का उपयोग करते हैं। प्रभावी लंबाई के लिए इंजीनियर को यह चुनने की आवश्यकता होती है कि माप कहां से शुरू और बंद करना है। एक विधि के रूप में, इंजीनियर ढेर की गहराई का उपयोग करना चुन सकता है और किसी भी अशांत सतह मिट्टी या मिट्टी के मिश्रण को घटा सकता है। इंजीनियर इसे मिट्टी की एक ही मिट्टी की परत में ढेर खंड की लंबाई के रूप में मापने के लिए भी चुन सकता है जिसमें कई परतें होती हैं।
मिट्टी के तनावग्रस्त होने का क्या कारण है?
इंजीनियरों को मिट्टी के लिए व्यक्तिगत कणों के मिश्रण के रूप में खाते की आवश्यकता होती है जो एक दूसरे के संबंध में घूमते हैं। निर्धारण करते समय इन आंदोलनों के पीछे की भौतिकी को समझने के लिए मिट्टी की इन इकाइयों का अध्ययन किया जा सकता है इंजीनियरों द्वारा निर्मित भवनों और परियोजनाओं के संबंध में भार, बल और अन्य मात्राएं उन्हें।
कतरनी विफलता मिट्टी पर लागू तनावों के परिणामस्वरूप हो सकती है जो कणों को एक दूसरे का विरोध करने और निर्माण के लिए हानिकारक तरीकों से फैलाने का कारण बनती है। इस कारण से, इंजीनियरों को उपयुक्त अपरूपण क्षमता के साथ डिजाइन और मिट्टी चुनने में सावधानी बरतनी चाहिए।
मोहर सर्कलपरियोजनाओं के निर्माण के लिए प्रासंगिक विमानों पर कतरनी तनाव की कल्पना कर सकते हैं। तनाव के मोहर सर्कल का उपयोग मिट्टी परीक्षण के भूवैज्ञानिक अनुसंधान में किया जाता है। इसमें मिट्टी के सिलेंडर के आकार के नमूनों का उपयोग करना शामिल है जैसे कि रेडियल और अक्षीय तनाव मिट्टी की परतों पर कार्य करते हैं, जिनकी गणना विमानों का उपयोग करके की जाती है। नींव में मिट्टी की असर क्षमता निर्धारित करने के लिए शोधकर्ता इन गणनाओं का उपयोग करते हैं।
संरचना द्वारा मिट्टी का वर्गीकरण
भौतिकी और इंजीनियरिंग के शोधकर्ता मिट्टी, रेत और बजरी को उनके आकार और रासायनिक घटकों के आधार पर वर्गीकृत कर सकते हैं। इंजीनियर इन घटकों के विशिष्ट सतह क्षेत्र को कणों के सतह क्षेत्र के अनुपात के रूप में कणों के द्रव्यमान के रूप में मापते हैं, उन्हें वर्गीकृत करने की एक विधि के रूप में।
क्वार्ट्ज गाद और रेत का सबसे आम घटक है और अभ्रक और फेल्डस्पार अन्य सामान्य घटक हैं। मॉन्टमोरिलोनाइट, इलाइट और काओलाइट जैसे मिट्टी के खनिज बड़े सतह क्षेत्रों के साथ प्लेट की तरह की चादरें या संरचनाएं बनाते हैं। इन खनिजों की विशिष्ट सतह 10 से 1,000 वर्ग मीटर प्रति ग्राम ठोस होती है।
यह बड़ा सतह क्षेत्र रासायनिक, विद्युत चुम्बकीय और वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन की अनुमति देता है। ये खनिज उनके छिद्रों से गुजरने वाले तरल पदार्थ की मात्रा के प्रति बहुत संवेदनशील हो सकते हैं। इंजीनियरों और भूभौतिकीविद् विभिन्न परियोजनाओं में मौजूद मिट्टी के प्रकारों को निर्धारित कर सकते हैं ताकि इन बलों के प्रभावों की गणना उनके समीकरणों में की जा सके।
उच्च गतिविधि वाली मिट्टी बहुत अस्थिर हो सकती है क्योंकि वे तरल पदार्थ के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं। वे पानी की उपस्थिति में सूज जाते हैं और इसकी अनुपस्थिति में सिकुड़ जाते हैं। ये बल इमारतों की भौतिक नींव में दरारें पैदा कर सकते हैं। दूसरी ओर, सामग्री जो कम गतिविधि वाली मिट्टी हैं जो अधिक स्थिर गतिविधि के तहत बनाई गई हैं, उनके साथ काम करना अधिक आसान हो सकता है।
मृदा असर क्षमता चार्ट
Geotechdata.info मिट्टी की असर क्षमता मूल्यों की एक सूची है जिसे आप मिट्टी की असर क्षमता चार्ट के रूप में उपयोग कर सकते हैं।