Како израчунати носивост тла

Тхеносивост тладат је једначином

у којимаК_аје дозвољена носивост (у кН / м² или лб / фт²), ​К_ује крајња носивост (у кН / м² или лб / фт²) и ФС је фактор сигурности. Крајња носивостК_ује теоријска граница носивости.

Слично као и нагиб косог торња у Пизи услед деформације тла, инжењери користе ове прорачуне приликом одређивања тежине зграда и кућа. Како инжењери и истраживачи постављају темеље, они морају да буду сигурни да су њихови пројекти идеални за тло које га подржава. Носивост је један од метода за мерење ове чврстоће. Истраживачи могу израчунати носивост тла одређивањем границе контактног притиска између тла и материјала постављеног на њега.

Ови прорачуни и мерења се изводе на пројектима који укључују темеље мостова, потпорне зидове, бране и цевоводе који иду испод земље. Они се ослањају на физику тла проучавајући природу разлика узрокованих притиском поре воде материјала који лежи у основи и међузрнастог ефективног напрезања између честица тла себе. Такође зависе од механике флуида простора између честица тла. То објашњава пуцање, процјеђивање и посмичну чврстоћу самог тла.

Следећи одељци детаљније описују ове прорачуне и њихову употребу.

Плитки темељи укључују тракасте темеље, квадратне темеље и кружне темеље. Дубина је обично 3 метра и омогућава јефтиније, изводљивије и лакше преносиве резултате.

​Терзагхијева теорија крајњег носивог капацитетаналаже да можете израчунати крајњу носивост плитких континуираних темељаК_уса

у којимацје кохезија тла (у кН / м² или лб / фт²), ​гје ефективна јединична тежина тла (у кН / м³ или лб / фт³), ​Д.је дубина подножја (у м или фт) и Б је ширина подножја (у м или фт).

За плитке квадратне темеље једначина јеК_уса

а за плитке кружне темеље једначина је

У неким варијацијама г се замењује саγ​.

Остале променљиве зависе од других прорачуна.Н._кје

​Н._цје 5.14 форф '= 0и

за све остале вредности ф ',Нгје:

​К._стрдобија се графичким приказом величина и одређивањем које вредности одК._стрпредставља забележене трендове. Неки користеН._г = 2 (Н_к+1) танф '/ (1 + .4син4​​ф ')као апроксимацију без потребе за израчунавањемК.​​стр.​

Могу бити ситуације у којима земљиште показује знаке локалногнеуспех при смицању. То значи да чврстоћа тла не може показати довољно чврстоће за темељ, јер отпор између честица у материјалу није довољно велик. У овим ситуацијама највећа носивост квадратног темеља јеК_у = .867ц Н._ц + г Д. Н._к + 0,4 г Н._г ,континуирана основа је исКу = 2 / 3ц Нц + г Д Нк + 0,5 г Б Нг и кружни темељ јеК​_у ​= .867ц Н.​_ц ​+ г Д. Н.​_к ​+ 0,3 г Н.​​_г​.

Дубоки темељи укључују стубове и кесоне. Једначина за израчунавање крајње носивости ове врсте тла јеК_у = К_стр + К_ф у којимаК_ује крајња носивост (у кН / м² или лб / фт²), ​К_стрје теоретска носивост врха темеља (у кН / м² или лб / фт²) иК_фје теоретска носивост услед трења осовине између осовине и тла. Ово вам даје другу формулу за носивост тла

Можете израчунати теоретски темељ носивости (врха) носивостиК_стркао штоК_стр = А_стрк_стру којимаК_стрје теоретска носивост крајњег лежаја (у кН / м² или лб / фт²) иА._стрје ефективна површина врха (у м² или фт²).

Теоретска јединица носивости врхова муљевитих тла без кохезијек_стрјекДН_ки, за кохезивна тла,9ц,(оба у кН / м² или лб / фт²). ​Д._цје критична дубина за шипове у растреситом муљу или песку (у м или фт). Ово би требало бити10Бза растресите муљеве и песак,15Бза силте и песак умерене густине и20Бза врло густу силу и песак.

За способност трења коже (осовине) темеља шипа, теоријска носивостК_фјеА._фк_фза један хомогени слој тла ипСк_фЛза више слојева тла. У овим једначинама,А._ф је ефективна површина осовине шипа,к_фјекстан (д), теоретска јединична способност трења за тла без кохезије (у кН / м² или лб / фт) у комекје бочни притисак земље,сје ефективни притисак јаловине идје спољни угао трења (у степенима).С.је збир различитих слојева тла (тј.а₁​ + ​а₂​ +... + ​а_н​).

За силте је овај теоријски капацитетц​_А. ​+​ ​кстан (д)у којимац_А.је адхезија. Једнако је сац,кохезија тла за груби бетон, зарђали челик и валовити метал. За глатки бетон вредност је.8цдоц, а за чисти челик јесте.5цдо.9ц​. ​стрје обим попречног пресека шипа (у м или фт).Лје ефективна дужина шипа (у м или фт).

За кохезивна тла,к​_ф ​= аС​_у у коме је а фактор адхезије, мерено као1-.1 (С._уц)²заС._уцмање од 48 кН / м² гдеС._уц = 2цје неограничена чврстоћа компресије (у кН / м² или лб / фт²). ЗаС._уцвећа од ове вредности,а = [0,9 + 0,3 (С._уц - 1)] / С._уц​.

Фактор сигурности се креће од 1 до 5 за различите намене. Овај фактор може објаснити величину штете, релативну промену шанси да пројекат не успе, сами подаци о земљишту, конструкцију толеранције и тачност пројектних метода анализе.

У случајевима отказа смицања, фактор сигурности варира од 1,2 до 2,5. За бране и испуне, фактор сигурности се креће од 1,2 до 1,6. За потпорне зидове је 1,5 до 2,0, за смицање гомиланих плоча износи 1,2 до 1,6, за ископане подупираче 1,2 до 1,5, за подлоге са посмичним ширењем фактор је 2 до 3, за подлоге од матице 1,7 до 2,5. Од стране Насупрот томе, случајеви пропадања цурења, док материјали продиру кроз мале рупе на цевима или другим материјалима, фактор сигурности се креће од 1,5 до 2,5 за подизање и 3 до 5 за подизање цевовода.

Инжењери такође користе основна правила за фактор сигурности као 1,5 за потпорне зидове који су преврнути гранулираним засип, 2.0 за кохезивну засипу, 1.5 за зидове са активним земаљским притиском и 2.0 за оне са пасивном земљом притисци. Ови сигурносни фактори помажу инжењерима да избегну сметње при смицању и цурењу, као и да се тло може померити као резултат лежишта терета на њему.

Наоружани резултатима испитивања, инжењери израчунавају колики терет тло може безбедно да поднесе. Почевши од тежине потребне за смицање тла, они додају фактор сигурности тако да структура никада не примењује довољно тежине да деформише земљиште. Могу прилагодити отисак и дубину темеља како би остали у оквиру те вредности. Алтернативно, земљиште могу да стисну како би повећали његову чврстоћу, на пример, помоћу ваљка за сабијање растреситог материјала за пуњење за корито пута.

Методе одређивања носивости тла укључују максимални притисак који темељ може да изврши на тло тако да прихватљиви фактор сигурности против отказа смицања је испод темеља, а прихватљиво укупно и диференцијално таложење упознали.

Крајња носивост је минимални притисак који би проузроковао смицање потпорног тла непосредно испод и уз темељ. Они узимају у обзир посмичну чврстоћу, густину, пропусност, унутрашње трење и друге факторе приликом градње конструкција на тлу.

Инжењери користе најбоље процене помоћу ових метода одређивања носивости тла приликом извођења многих од ових мерења и прорачуна. Ефективна дужина захтева од инжењера да одлучи где ће започети и зауставити мерење. Као један од начина, инжењер може одабрати да користи дубину гомиле и одузме поремећена површинска тла или мешавине тла. Инжењер такође може изабрати да га измери као дужину сегмента гомиле у једном слоју тла који се састоји од више слојева.

Инжењери треба да рачунају на земљиште као мешавину појединачних честица које се крећу једна према другој. Ове јединице тла могу се проучавати да би се разумела физика која стоји иза ових кретања приликом одређивања тежина, сила и друге количине у односу на зграде и пројекте на којима се инжењери надовезују њих.

Отказ смицања може настати услед напрезања на земљишту због којих се честице међусобно одолевају и распршују на начине штетне за изградњу. Из тог разлога, инжењери морају бити опрезни при одабиру дизајна и земљишта са одговарајућом чврстоћом на смицање.

ТхеМохр Цирцлеможе да визуализује смичућа напрезања на равнинама релевантним за грађевинске пројекте. Мохров круг напрезања користи се у геолошким истраживањима испитивања тла. Укључује употребу узорака тла у облику цилиндра тако да радијална и аксијална напрезања делују на слојеве земљишта, израчунато помоћу равни. Затим истраживачи користе ове прорачуне да би утврдили носивост тла у темељима.

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 према маси честица као један од начина њихове класификације.

Кварц је најчешћа компонента муља и песка, а лискун и пољски шпат су остале уобичајене компоненте. Минерали глине попут монтморилонита, илитита и каолинита чине листове или структуре плочастих облика са великим површинама. Ови минерали имају специфичну површину од 10 до 1.000 квадратних метара по граму чврсте супстанце.

Ова велика површина омогућава хемијске, електромагнетне и ван дер Ваалсове интеракције. Ови минерали могу бити врло осетљиви на количину течности која може проћи кроз њихове поре. Инжењери и геофизичари могу одредити врсте глина присутних у различитим пројектима како би израчунали ефекте ових сила како би их узели у обзир у својим једначинама.

Земљишта са глинама са високом активношћу могу бити врло нестабилна јер су врло осетљива на течност. Они набрекну у присуству воде и смањују се у њеном одсуству. Те силе могу проузроковати пукотине у физичком темељу зграда. С друге стране, материјали који су глине са ниском активношћу и настају под стабилнијом активношћу могу бити много лакши за рад.

Геотецхдата.инфо има списак вредности носивости тла које можете користити као графикон носивости тла.