Bodenmechanik: Inh alt und Ort, Hauptmerkmale und welche Kräfte wirken

Bodeneigenschaften sind beim Bauen wichtig, insbesondere wie sich verschiedene Bodenarten unter Belastung verh alten und wie sich die Gebäude selbst darauf auswirken. Es gibt eine spezielle Disziplin, die die Festigkeit und Stabilität von Bodenmassen und die Bedingungen für ihre Verwendung als Fundament für den Bau von Bauwerken untersucht. Überlegen Sie, was im Konzept der Bodenmechanik enth alten ist, wie Bodenparameter korrekt berechnet werden.

Bodendichte

Dichte ist eine Eigenschaft des Bodens, die durch das Verhältnis von spezifischem Gewicht zu Volumen bestimmt wird. Sie hängt von der mineralogischen Zusammensetzung des Bodens sowie dem Dispersionsgrad ab, weshalb Tonböden trotz gleicher mineralischer Zusammensetzung dichter sind als Sandböden.

Unter den physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Böden gilt die Dichte als eine der wichtigsten. Entsprechend der charakteristischen Dichte kann man ihren Zustand beurteilen. Die Bestimmung der Dichte ist beim Bau von Straßen, Fundamenten von Gebäuden (zur Verteilung von Spannungen auf der Basis), beim Verlegen von Kommunikationen, zum Berechnen des Widerstands von Hängen gegen Erdrutsche, bei Siedlungen von gebauten Gebäuden und zum Bestimmen der Menge an Erdarbeiten erforderlich.

Die Dichte beeinflusst die Wasserdurchlässigkeit des Bodens. Wenn es feucht ist oder eine gute Saugfähigkeit hat, kann es sich nach dem Bau des Gebäudes hinsetzen, im Winter tritt ein weiteres Problem auf - Frosthub. Wenn Sie die Dichte des Bodens kennen, können Sie die Zerstörung oder Überschwemmung des Gebäudes verhindern. Wählen Sie die richtigen Materialien für den Bau.

Partikeldichte

Dies ist eine physikalische Eigenschaft des Bodens, die von der mineralischen Zusammensetzung, den organomineralischen und organischen Substanzen abhängt.Die Partikeldichte ist das Verhältnis der Masse fester Partikel von vollständig trockenem (ohne Feuchtigkeit) Boden zu seinem Volumen mit ungestörter Struktur. Abhängig von der Mineralzusammensetzung wird die Dichte der Partikel durch strukturelle Bindungen und Struktur, Bodenporosität bestimmt. Je mehr Mineralien der Boden enthält und je weniger Porosität, desto dichter ist er.

Der Wert der Partikeldichte bestimmt die Werte der Festigkeits- und Verformungseigenschaften, die die Tragfähigkeit von Böden und die Möglichkeit ihrer Verwendung für den Bau von Bauwerken bewerten.

Bodenfeuchte

Feuchte ist das Verhältnis der im Boden enth altenen Flüssigkeitsmasse zu seiner Trockenmasse. Die Tragfähigkeit des Bodens hängt von dieser Eigenschaft ab. Bei fast allen Böden, außer bei grobkörnigem Gestein und grobem Sand, nimmt die Tragfähigkeit mit zunehmender Feuchtigkeit ab. Bei einem wassergesättigten ist es also weniger als bei einem trockenen.

Bestimme die Luftfeuchtigkeit im Labor mit der Verdichtungsmethode, d. h. bestimme, bei welchem Feuchtigkeitsgeh alt der Boden die größte Dichte erhält. Die Eigenschaft wird in Prozent ausgedrückt, von 0 bis 100 %. Die optimale Luftfeuchtigkeit für Sand beträgt 8–14 %, für sandigen Lehm – 9–15 %, Lehm – 12–18 % und Ton – 16–26 %.

Korngrößenverteilung

Granulometrische oder mechanische Zusammensetzung - der Prozentsatz von Partikeln unterschiedlicher Größe im Boden oder Gestein, unabhängig von seiner chemischen und mineralischen Zusammensetzung. Bodenpartikel sind isolierte Reste von Gesteinen, Mineralien, amorphen Verbindungen und anderen Bestandteilen von Bodenbestandteilen, die in einer chemischen Bindung stehen. Partikel ähnlicher Größe werden zu Fraktionen zusammengefasst. Es gibt solche Arten von bodenmechanischen Elementen: organomineralische, organische und mineralische.

Partikelfraktionen kommen in Böden oder Gesteinen in unterschiedlichen Mengenverhältnissen vor und haben unterschiedliche Eigenschaften.Dadurch haben Böden auch ungleiche Eigenschaften. Die Vielf alt der Böden und Gesteine in Bezug auf die mechanische Zusammensetzung kann zu Gruppen zusammengefasst werden, die sich durch ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften auszeichnen. Die Klassifizierung basiert auf dem Verhältnis von Sand und Ton. Die Größen der Sand- und Tonfraktionen werden durch den Durchmesser der Partikel bestimmt, die größer bzw. kleiner als 0,01 mm sind.

Die landwirtschaftlichen Eigenschaften der Erde hängen von der mechanischen Zusammensetzung ab, z. B. der Fähigkeit, Feuchtigkeit und Luft zu passieren und zu speichern, den Stoffbewegungsprozessen, der Akkumulation und Transformation, der Struktur, den thermischen und den Luftmodi. Und letztendlich hängt es davon ab, wie fruchtbar das Land sein wird, sowohl mit ständiger Kultivierung, Bewässerung, Düngung als auch ohne sie.

Dichte des trockenen Bodens

Definiert als Verhältnis der Masse absolut trockener Erde (ohne Feuchtigkeit in den Poren) zum Volumen unter Berücksichtigung des Porenvolumens. Die Kenngröße wird in g pro Kubikmeter gemessen. siehe es kann bestimmt werden, wenn Feuchtigkeit und Porosität bekannt sind. Die Berechnungen werden unter Laborbedingungen durchgeführt.

Porositätsfaktor

Der Koeffizient zeigt das Vorhandensein kleiner Hohlräume im Boden. Berechnet als prozentuales Verhältnis zwischen Hohlraumvolumen und Gesamtvolumen. Zur Bestimmung des Wertes auf unterschiedlichen Böden werden unterschiedliche Methoden angewendet. Auf Tonböden wird die Porosität aufgrund der Kohäsion in Übereinstimmung mit dem volumetrischen und spezifischen Gewicht des für die Probe entnommenen Bodens bestimmt.

Die Bestimmung des Porositätskoeffizienten ist in der Bauvorbereitung notwendig, da ein Zusammenhang mit anderen Kennwerten besteht. Die Höhe der Tragfähigkeit hängt vom Porositätsindex ab, sie nimmt mit abnehmender Porosität ab. Ohne Informationen über die Porosität ist es unmöglich, den Grad des Bodenwiderstands zu ermitteln, um die mögliche Verformbarkeit von Gebäuden zu bestimmen.

Verformungen von Gebäuden entstehen durch die Bewegung und Kompressibilität von Bodenpartikeln, beispielsweise durch Niederschlagseinflüsse. Gering und gleichmäßig verringern die Stabilität von Gebäuden nicht, aber eine große Menge Feuchtigkeit kann unerwünschte Verformungen verursachen. Noch gefährlicher sind ungleichmäßige Setzungen, die zu Verschiebungen und Schiefstellungen führen können, was zu einer Überbeanspruchung von Tragwerken führt. Wenn die Kompressibilität des Bodens unter verschiedenen Teilen des Fundaments nicht gleich oder die Belastung darauf unterschiedlich ist, kann es häufig zu Verformungen des Gebäudes in Form von Rissen und Setzungen kommen.

Feuchtigkeitsgrad

Dies ist das Verhältnis von natürlicher Bodenfeuchte zu Feuchtigkeit, die der Feuchtigkeit in mit Wasser gefüllten Poren entspricht, in denen keine Luftblasen verbleiben. Der Boden gilt als feuchtigkeitsarm mit Indikatoren von 0 bis 0,5, nass - von 0,5 bis 0,8 und wassergesättigt - von 0,8 bis 1. Lehmböden sind oft feuchter, sandig bzw. trocken.

Rechner zur Berechnung von Bodenparametern

Bei der Bemessung von Gebäuden kommen verschiedene Berechnungsmodelle zum Einsatz, die für unterschiedlich komplexe Böden verwendet werden. Für allgemeine Aufgaben ist die Hauptbewertung die Tragfähigkeit, die die Festigkeits- und Verformungseigenschaften der Fundamente aufzeigt. Grundlegende Berechnungsmodelle können jedoch helfen, sie für bestimmte Aufgaben zu berechnen.

Um die Berechnungen bei der Erstellung eines Projekts zu vereinfachen, wird die Prandtl-Formel verwendet, mit der die Tragfähigkeit des Bodens berechnet werden kann. Zur Bestimmung des Stabilitäts- und Festigkeitsgrades der Unterlage und zur Bestimmung der möglichen Verformung ist die Bestimmung des Spannungsgrades erforderlich. Dazu können Gleichungen angewendet werden, die auf einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung beruhen, beispielsweise das Hookesche Gesetz. Daher sollte die Belastung des Untergrunds nicht größer sein als der Bodenwiderstand.

Die Berechnung erfolgt nach der Tragfähigkeit, um den möglichen Stabilitätsverlust des Gebäudes, die Art der Zerstörung, den Grad der Verformung und deren Art zu ermitteln.Es berechnet auch den Zustand, in dem der normale Betrieb schwierig sein kann, die H altbarkeit des Gebäudes durch die Möglichkeit von Setzungen, Neigungen usw. verringert wird.

Physikalische Eigenschaften von Böden sind die bestimmenden Merkmale, anhand derer der Zustand des Bodens festgestellt werden kann, die Möglichkeit, Parameter unter dem Einfluss verschiedener physikalischer und chemischer Faktoren zu ändern.

Zur Bestimmung der Bodenart und ihres Verh altens als Grundlage für Konstruktionen, der für Entwurfsentscheidungen notwendigen Eigenschaften, ist die Bestimmung physikalischer und mechanischer Eigenschaften durch Labormethoden Voraussetzung.