ნიადაგის ტარების მოცულობამოცემულია განტოლებით
Q_a = \ frac {Q_u} {FS}
რომელშიცQადასაშვებია ტარების მოცულობა (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2), Qშენარის საბოლოო ტარების მოცულობა (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2) და FS არის უსაფრთხოების ფაქტორი. საბოლოო ტარების მოცულობაQშენარის ტევადობის თეორიული ზღვარი.
ნიადაგის დეფორმაციის გამო, პიზას დახრილი კოშკის მსგავსად, ინჟინრები იყენებენ ამ გამოთვლებს შენობებისა და სახლების წონის განსაზღვრისას. ინჟინრებისა და მკვლევარების საფუძვლის ჩაყრისას, მათ უნდა დარწმუნდნენ, რომ მათი პროექტები იდეალურია იმ ნიადაგისთვის, რომელიც მას მხარს უჭერს. ტარების მოცულობა არის ამ სიმტკიცის გაზომვის ერთ-ერთი მეთოდი. მკვლევარებს შეუძლიათ გაანგარიშონ ნიადაგის ტარების მოცულობა ნიადაგსა და მასზე განთავსებულ მასალას შორის კონტაქტური წნევის ლიმიტის დადგენის გზით.
ეს გამოთვლები და გაზომვები ხორციელდება პროექტებზე, რომლებიც მოიცავს ხიდის საძირკვლებს, საყრდენ კედლებს, კაშხლებს და მილსადენებს, რომლებიც მიწისქვეშა მიედინება. ისინი ნიადაგის ფიზიკას ეყრდნობიან ფორების წყლის წნევით გამოწვეული განსხვავებების ბუნებას საძირკვლის საფუძველი და ნიადაგის ნაწილაკებს შორის გრანულარული ეფექტური სტრესი თვითონ. ისინი ასევე დამოკიდებულია ნიადაგის ნაწილაკებს შორის არსებული სივრცეების სითხის მექანიკაზე. ეს ითვალისწინებს ბზარების, გაჟონვისა და თვით ნიადაგის გაჭრის სიძლიერეს.
მომდევნო სექციები უფრო დეტალურადაა გაანგარიშებული ამ გამოთვლებისა და მათი გამოყენების შესახებ.
ნიადაგის გამტარუნარიანობის ფორმულა
არაღრმა საძირკვლებში შედის ზოლები, კვადრატული და წრიული. სიღრმე, როგორც წესი, 3 მეტრია და იძლევა უფრო იაფი, უფრო რეალური და უფრო ადვილად გადასაცემი შედეგების მიღებას.
Terzaghi Ultimate Bearing Capacity Theoryკარნახობს, რომ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ტარების საბოლოო შესაძლებლობა ზედაპირული უწყვეტი საფუძვლებისთვისQშენთან
Q_u = cN_c + gDN_q + 0,5 გ BN_გ
რომელშიცგარის ნიადაგის ერთიანობა (კნ / მ-ში)2 ან lb / ft2), გარის ნიადაგის ეფექტური ერთეული წონა (კვ / მ-ში)3 ან lb / ft3), დარის სიღრმის სიღრმე (m ან ft) და B არის სიგანის სიგანე (m ან ft).
არაღრმა კვადრატული საფუძვლებისთვის, განტოლებააQშენთან
Q_u = 1.3cN_c + gDN_q + 0.4gBN_g
და არაღრმა წრიული საფუძვლებისთვის, განტოლებაა
Q_u = 1.3cN_c + gDN_q + 0.3gBN_g
ზოგიერთ ვარიაციაში g იცვლებაγ.
სხვა ცვლადები დამოკიდებულია სხვა გამოთვლებზე.ნqარის
N_q = \ frac {e ^ {2 \ pi (0.75- \ phi '/ 360) \ tan {\ phi'}}} {2 \ cos {(2 (45+ \ phi '/ 2))}}}
ნგარის 5.14 ამისთვისф '= 0და
N_C = \ frac {N_q-1} {\ tan {\ phi '}}
ф 'ყველა სხვა მნიშვნელობისთვის,ნგარის:
N_g = \ tan {\ phi '} \ frac {K_ {pg} / \ cos {2 \ phi'} -1} {2}
კგვმიიღება რაოდენობების გრაფიკითა და რომელი მნიშვნელობის განსაზღვრითკგვითვალისწინებს დაფიქსირებულ ტენდენციებს. ზოგი იყენებსნგ = 2 (Nq+1) თანფ '/ (1 + .4 სინ 4)ф ')როგორც მიახლოება გაანგარიშების გარეშეკგვ.
შეიძლება არსებობდეს სიტუაციები, როდესაც ნიადაგს ადგილობრივი ნიშნები აქვსწვერის უკმარისობა. ეს ნიშნავს, რომ ნიადაგის სიძლიერეს არ შეუძლია აჩვენოს საძირკვლის საკმარისი სიძლიერე, რადგან მასალის ნაწილაკებს შორის წინააღმდეგობა არ არის საკმარისად დიდი. ამ სიტუაციებში, კვადრატული საძირკვლის საბოლოო ტარების მოცულობააQშენ = .867 გ Nგ + გ D Nq + 0,4 გ B Nგ ,უწყვეტი ფონდის ისQu = 2 / 3c Nc + g D Nq + 0,5 გ B Ng და წრიული საფუძველიაQშენ = .867 გ Nგ + გ D Nq + 0,3 გ B Nგ.
ნიადაგის ტარების მოცულობის განსაზღვრის მეთოდები
ღრმა საძირკვლებში შედის ბურჯის საძირკვლები და ქეისონები. ამ ტიპის ნიადაგის საბოლოო ტარების მოცულობის გაანგარიშება არისQშენ = Qგვ + Qვ რომელშიცQშენარის საბოლოო ტარების მოცულობა (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2), Qგვარის თეორიული ტარების მოცულობა საძირკვლის წვერისთვის (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2) დაQვარის თეორიული ტარების შესაძლებლობა ლილვსა და მიწას შორის ლილვის ხახუნის გამო. ეს გაძლევთ ნიადაგის გამტარუნარიანობის კიდევ ერთ ფორმულას
შეგიძლიათ გამოთვალოთ თეორიული ტარების (წვერის) ტევადობის საფუძველიQგვროგორცQგვ = აგვqგვრომელშიცQგვარის თეორიული ტარების ტევადობა ბოლოს ტარებისათვის (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2) დააგვწვერის ეფექტური არეა (მ-ში)2 ან ft2).
ერთობლივი სილაითის ნიადაგების თეორიული დანაწევრების ტევადობაqგვარისqDNqდა შეკრული ნიადაგებისათვის9 გ,(ორივე კნ / მ-ში)2 ან lb / ft2). დგარის კრიტიკული სიღრმე ფხვიერი სილქების ან ქვიშების გროვებისათვის (მ ან ფუტში). ეს უნდა იყოს10 ბფხვიერი აბრეშუმისა და ქვიშისთვის,15 ბზომიერი სიმკვრივის აბრეშუმისა და ქვიშებისთვის და20 ბძალიან მკვრივი აბრეშუმისა და ქვიშისთვის.
Pile ფონდის კანის (shaft) ხახუნის ტევადობისთვის, თეორიული ტარების მოცულობაQვარისავqვერთიანი ერთგვაროვანი ნიადაგის ფენისთვის დაგვვლნიადაგის ერთზე მეტი ფენისთვის. ამ განტოლებებში,ავ არის pile shaft- ის ეფექტური ზედაპირი,qვარისკსტან (დ)თეორიული ერთეულის ხახუნის ტევადობა ნაკლებად შეკრული ნიადაგებისათვის (კნ / მ-ში)2 ან lb / ft) რომელშიცკარის გვერდითი წნევა,სარის ეფექტური სატვირთო წნევა დადარის გარე ხახუნის კუთხე (გრადუსებში).სარის ნიადაგის განსხვავებული ფენების ჯამი (ე.ი.ა1 + ა2 +... + ან).
სილტებისთვის ეს თეორიული შესაძლებლობებიაგა + კსტან (დ)რომელშიცგაარის ადჰეზია. ის ტოლიაგ,ნიადაგის ერთიანობა უხეში ბეტონის, ჟანგიანი ფოლადისა და გოფრირებული ლითონისთვის. გლუვი ბეტონისთვის, ღირებულება არის.8 გრომგდა, სუფთა ფოლადისთვის, ეს არის.5 გრომ.9 გ. გვარის წყობის კვეთის პერიმეტრი (მ ან ფუტში).ლარის წყობის ეფექტური სიგრძე (მ ან ფუტში).
შეკრული ნიადაგებისათვისqვ = aSშენ რომელშიც a არის გადაბმის ფაქტორი, იზომება როგორც1-.1 (სuc)2ამისთვისსuc48 კნ / მ-ზე ნაკლები2 სადსuc = 2 გარის დაუზუსტებელი შეკუმშვის სიძლიერე (კვ / მ-ში)2 ან lb / ft2). ამისთვისსucამ მნიშვნელობაზე მეტი,a = [0,9 + 0,3 (Suc - 1)] / სuc.
რა არის უსაფრთხოების ფაქტორი?
უსაფრთხოების კოეფიციენტი 1 – დან 5 – მდე მერყეობს სხვადასხვა გამოყენებისთვის. ეს ფაქტორი შეიძლება ითვალისწინებდეს ზარალის სიდიდეს, პროექტის შეუსრულებლობის შანსის ფარდობით ცვლილებას, ნიადაგის მონაცემებს, ტოლერანტობის კონსტრუქციას და ანალიზის დიზაინის მეთოდების სიზუსტეს.
ნაჭრის უკმარისობის შემთხვევებისთვის, უსაფრთხოების ფაქტორი იცვლება 1.2-დან 2.5-მდე. კაშხლებისა და შევსების შემთხვევაში, უსაფრთხოების ფაქტორი 1,2-დან 1,6-მდეა. საყრდენი კედლებისთვის ეს არის 1.5-დან 2.0-მდე, ნაჭრის ფურცლის დაგროვებისთვის, ეს არის 1,2-დან 1,6-მდე, დამაგრებული გათხრებისთვის, ეს არის 1,2-დან 1,5-მდე, ნაჭრის გავრცელების საყრდენებისათვის, კოეფიციენტია 2-დან 3-მდე, ხალიჩის ძირებისთვის ეს არის 1,7-დან 2.5-მდე. ავტორი ამის საწინააღმდეგოდ, გაჟონვის უკმარისობის შემთხვევები, როდესაც მასალები მილებში ან სხვა მასალებში მცირე ხვრელებში იღვრება, უსაფრთხოების ფაქტორი 1,5-დან 2,5-მდეა და ამაღლებისთვის 3-დან 5-მდე მილები
ინჟინრები ასევე იყენებენ უსაფრთხოების კოეფიციენტის მინიმალურ წესებს, როგორც 1.5 საყრდენი კედლებისთვის, რომლებიც შებრუნებულია მარცვლოვანით შევსება, 2.0 შეკრული ზემოქმედებისათვის, 1.5 კედლებისთვის აქტიური წნევის მქონე კედლებისთვის და 2.0 პასიური დედამიწის მქონე პირებისთვის ზეწოლა. უსაფრთხოების ეს ფაქტორები ეხმარება ინჟინრებს, თავიდან აიცილონ გათიშვის და გაჟონვის შეფერხებები, ასევე ნიადაგის გადაადგილება დატვირთვის საკისრების შედეგად.
ტარების მოცულობის პრაქტიკული გამოთვლები
ტესტის შედეგებით შეიარაღებული ინჟინრები ითვლიან, თუ რამხელა დატვირთვა შეიძლება გადაიტანოს ნიადაგმა უსაფრთხოდ. ნიადაგის გახევისთვის საჭირო წონით დაწყებული, ისინი უსაფრთხოების ფაქტორს დაამატებენ, ამიტომ სტრუქტურა არასოდეს იყენებს საკმარის წონას ნიადაგის დეფორმირებისთვის. მათ შეუძლიათ შეცვალონ ძირის კვალი და სიღრმე, რათა დარჩნენ ამ მნიშვნელობაში. გარდა ამისა, მათ შეუძლიათ ნიადაგის შეკუმშვა მისი სიმტკიცის გასაზრდელად, მაგალითად, როლიკებით, საგზაო ბილიკის ფხვიერი შევსების მასალის შესაკრავად.
ნიადაგის ტარების მოცულობის განსაზღვრის მეთოდები მოიცავს მაქსიმალურ წნევას, რომელიც შეიძლება ფუნდამენტმა მოახდინოს ნიადაგზე ისე, რომ უსაფრთხოების მისაღები ფაქტორი წანაცვლების უკმარისობის საწინააღმდეგოდ არის საძირკვლის ქვემოთ და მისაღებია მთლიანი და დიფერენციალური დასახლება შეხვდა.
საბოლოო ტარების მოცულობა არის მინიმალური წნევა, რომელიც გამოიწვევს საყრდენი ნიადაგის ჭრის უკმარისობას უშუალოდ საძირკვლის ქვემოთ და მის მიმდებარედ. ისინი ნიადაგზე სტრუქტურების მშენებლობისას ითვალისწინებენ ბლეხის სიძლიერეს, სიმკვრივეს, გამტარობას, შიდა ხახუნს და სხვა ფაქტორებს.
ინჟინრები თავიანთ საუკეთესო განსჯას იყენებენ ნიადაგის ტარების მოცულობის განსაზღვრის ამ მეთოდებით, ამ მრავალი გაზომვისა და გაანგარიშებისას. ეფექტური სიგრძე მოითხოვს ინჟინერს გააკეთოს არჩევანი იმის შესახებ, თუ სად უნდა დაიწყოს და შეწყვიტოს გაზომვა. როგორც ერთი მეთოდი, ინჟინერმა შეიძლება აირჩიოს წყობის სიღრმე და გამოაკლოს ზედაპირული ნიადაგის ან ნიადაგის ნარევები. ინჟინერმა ასევე შეიძლება აირჩიოს გაზომვა, როგორც წყობის სეგმენტის სიგრძე ნიადაგის ერთ ნიადაგურ ფენაში, რომელიც მრავალი ფენისგან შედგება.
რა იწვევს ნიადაგების დაძაბულობას?
ინჟინრებმა უნდა გაითვალისწინონ ნიადაგები, როგორც ცალკეული ნაწილაკების ნარევები, რომლებიც მოძრაობენ ერთმანეთის მიმართ. ნიადაგების ამ ერთეულების შესწავლა შესაძლებელია ამ მოძრაობების ფიზიკის გასაგებად, განსაზღვრისას წონა, ძალა და სხვა რაოდენობები შენობებისა და პროექტების მიხედვით, რომლებზეც ინჟინრები აშენებენ მათ
ნაწყვეტის უკმარისობა შეიძლება გამოიწვიოს ნიადაგზე დატვირთულ სტრესებს, რომლებიც იწვევს ნაწილაკების ერთმანეთთან წინააღმდეგობას და დაშლას იმ გზით, რაც საზიანოა მშენებლობისთვის. ამ მიზეზით, ინჟინრები ფრთხილად უნდა იყვნენ შერჩევის და ნიადაგის შესაბამისი სიძლიერის მქონე ნიადაგების არჩევაში.
მორის წრეშეუძლია წარმოიდგინოს განკვეთის ხაზგასმა იმ თვითმფრინავებზე, რომლებიც მნიშვნელოვანია სამშენებლო პროექტებისთვის. მორის წრის წრე გამოიყენება ნიადაგის ტესტირების გეოლოგიურ კვლევაში. იგი გულისხმობს ცილინდრული ფორმის ნიადაგების ისეთი ნიმუშების გამოყენებას, რომ რადიალური და ღერძული დაძაბულობა მოქმედებს ნიადაგების ფენებზე, გათვლილი თვითმფრინავების გამოყენებით. ამის შემდეგ მკვლევარები იყენებენ ამ გამოთვლებს, რათა დაადგინონ ნიადაგების ტარების მოცულობა საძირკვლებში.
ნიადაგების კლასიფიკაცია კომპოზიციის მიხედვით
ფიზიკისა და ინჟინერიის მკვლევარებს შეუძლიათ დაალაგონ ნიადაგები, ქვიშები და ხრეში მათი ზომა და ქიმიური შემადგენელი ნაწილების მიხედვით. ინჟინრები ზომავს ამ კომპონენტების სპეციფიკურ ზედაპირს, როგორც ნაწილაკების ზედაპირის ფართობის შეფარდება ნაწილაკების მასასთან, როგორც მათი კლასიფიკაციის ერთი მეთოდი.
კვარცი არის სილისა და ქვიშის ყველაზე გავრცელებული კომპონენტი, ხოლო მიკა და ფელდსპარი სხვა საერთო კომპონენტებია. თიხის მინერალები, როგორიცაა მონტმორილონიტი, ილიტი და კაოლინიტი, ქმნიან ფურცლებს ან სტრუქტურებს, რომლებიც ფირფიტის მსგავსია დიდი ზედაპირის არეებით. ამ მინერალებს აქვთ სპეციფიკური ზედაპირის არეები 10 გრამიდან 1000 კვადრატული მეტრი გრამი მყარი ნივთიერებისთვის.
ეს დიდი ზედაპირი საშუალებას იძლევა ქიმიური, ელექტრომაგნიტური და ვან დერ ვაალის ურთიერთქმედება. ეს მინერალები შეიძლება ძალიან მგრძნობიარე იყოს სითხის ოდენობის მიმართ, რომელიც შეიძლება გადიოდეს მათ ფორებში. ინჟინრებს და გეოფიზიკოსებს შეუძლიათ დაადგინონ თიხების ტიპები, რომლებიც სხვადასხვა პროექტებშია, ამ ძალების მოქმედების გამოსათვლელად მათი განტოლებების გათვალისწინებით.
ნიადაგი მაღალი აქტივობის თიხებით შეიძლება იყოს ძალიან არასტაბილური, რადგან ისინი ძალიან მგრძნობიარეა სითხის მიმართ. ისინი წყლის თანდასწრებით შეშუპებიან და მისი არარსებობისას იკუმშებიან. ამ ძალებმა შეიძლება გამოიწვიოს ბზარები შენობების ფიზიკურ საფუძველში. მეორეს მხრივ, მასალა, რომელიც წარმოადგენს დაბალი აქტივობის თიხებს, რომლებიც წარმოქმნილია უფრო სტაბილური საქმიანობის პირობებში, შეიძლება ბევრად უფრო მარტივი იყოს მუშაობა.
ნიადაგის ტარების მოცულობის დიაგრამა
Geotechdata.info აქვს ნიადაგის ტარების მოცულობის ჩამონათვალი, რომელიც შეგიძლიათ გამოიყენოთ, როგორც ნიადაგის ტარების მოცულობა.