Mécanique des sols : son contenu et sa place, ses principales caractéristiques et les forces qui agissent

Les propriétés du sol sont importantes dans la construction, en particulier la façon dont les différents types de sol se comportent sous charge et comment les bâtiments eux-mêmes l'affectent. Il existe une discipline spéciale qui étudie la résistance et la stabilité des masses de sol et les conditions de leur utilisation comme fondations pour la construction de structures. Considérez ce qui est inclus dans le concept de mécanique des sols, comment calculer correctement les paramètres du sol.

Densité du sol

La densité est une propriété du sol, qui est déterminée par le rapport entre la gravité spécifique et le volume. Cela dépend de la composition minéralogique du sol, ainsi que du degré de dispersion, c'est pourquoi les sols argileux sont plus denses que les sols sableux, malgré le fait que leur composition minérale est la même.

Parmi les propriétés physiques et mécaniques des sols, la densité est considérée comme l'une des principales. Selon la densité caractéristique, on peut juger de leur état. La détermination de la densité est nécessaire dans la construction des routes, les fondations des bâtiments (pour répartir les contraintes sur la base), lors de la pose des communications, pour calculer la résistance des pentes aux glissements de terrain, les tassements des bâtiments construits, pour déterminer la quantité de travaux de terrassement.

La densité affecte la perméabilité à l'eau du sol. S'il est humide ou a une bonne capacité d'absorption, après la construction du bâtiment, il peut s'asseoir. En hiver, un autre problème se pose: le soulèvement par le gel. Connaître la densité du sol aidera à prévenir la destruction ou l'inondation du bâtiment, choisissez les bons matériaux pour la construction.

Densité des particules

C'est une caractéristique physique du sol, elle dépend de la composition minérale, des substances organominérales et organiques.La densité de particules est le rapport de la masse de particules solides d'un sol complètement sec (sans humidité) à son volume avec une structure non perturbée. Dépend de la composition minérale, la densité des particules est déterminée par les liaisons structurelles et la structure, la porosité du sol. Plus le sol contient de minéraux et moins il est poreux, plus il est dense.

La valeur de la densité des particules détermine les valeurs des caractéristiques de résistance et de déformation, qui évaluent la capacité portante des sols et la possibilité de leur utilisation pour la construction de structures.

Humidité du sol

L'humidité est le rapport de la masse de liquide contenue dans le sol à sa masse sèche. La capacité portante du sol dépend de cette caractéristique. Dans presque tous les sols, à l'exception des roches à gros grains et du sable grossier, la capacité portante diminue avec l'augmentation de l'humidité. Donc, pour un saturé d'eau, ce sera moins que pour un sec.

Déterminer l'humidité en laboratoire en utilisant la méthode de compactage, c'est-à-dire déterminer à quelle teneur en humidité le sol acquerra la plus grande densité. La caractéristique est exprimée en pourcentage, de 0 à 100 %. L'humidité optimale pour le sable est de 8 à 14 %, pour le limon sableux - 9 à 15 %, le limon - 12 à 18 % et l'argile - 16 à 26 %.

Répartition granulométrique

Composition granulométrique ou mécanique - le pourcentage de particules de différentes tailles dans le sol ou la roche, quelle que soit sa composition chimique et minérale. Les particules de sol sont des restes isolés de roches, de minéraux, de composés amorphes et d'autres constituants des composants du sol qui sont dans une liaison chimique. Les particules de taille similaire sont combinées en fractions. Il existe de tels types d'éléments mécaniques du sol : organo-minéraux, organiques et minéraux.

Les fractions de particules se trouvent dans les sols ou les roches dans différents rapports quantitatifs et ont des propriétés différentes.En conséquence, les sols ont également des propriétés inégales. Toute la variété des sols et des roches en termes de composition mécanique peut être combinée en groupes qui seront caractérisés par des propriétés physiques et chimiques similaires. La classification est basée sur le rapport du sable et de l'argile. Les tailles des fractions de sable et d'argile sont déterminées par le diamètre des particules, qui sont plus grandes ou, respectivement, plus petites que 0,01 mm.

Les propriétés agricoles de la terre dépendent de la composition mécanique, par exemple, la capacité de laisser passer et de retenir l'humidité et l'air, les processus de mouvement des substances, l'accumulation et la transformation, la structure, les modes thermiques et aériens. Et, en fin de compte, cela dépend de la fertilité de la terre, à la fois avec une culture, un arrosage, une fertilisation constants et sans eux.

Densité du sol sec

Défini comme le rapport de la masse de sol absolument sec (sans humidité dans les pores) au volume, en tenant compte du volume des pores. La caractéristique est mesurée en g par mètre cube. voir, il peut être déterminé si l'humidité et la porosité sont connues. Les calculs sont effectués dans des conditions de laboratoire.

Facteur de porosité

Le coefficient indique la présence de petits vides dans le sol. Calculé comme un rapport en pourcentage entre le volume de vide et le volume total. Différentes méthodes sont utilisées pour déterminer la valeur sur différents sols. Sur les sols argileux, en raison de la cohésion, la porosité est déterminée en fonction de la densité volumétrique et spécifique du sol prélevé pour l'échantillon.

La détermination du coefficient de porosité est nécessaire pour préparer la construction, car il existe un lien entre celui-ci et d'autres caractéristiques. Le niveau de capacité portante dépend de l'indice de porosité, il diminue avec une diminution de la porosité. Sans information sur la porosité, il est impossible de connaître le degré de résistance du sol, de déterminer l'éventuelle déformabilité des bâtiments.

La déformation des bâtiments se produit en raison du mouvement et de la compressibilité des particules de sol, par exemple, en raison des effets des précipitations. Mineur et uniforme ne réduisent pas la stabilité des bâtiments, mais une grande quantité d'humidité peut provoquer des déformations indésirables. Les tassements inégaux sont encore plus dangereux, ils peuvent provoquer des déplacements et des inclinaisons, entraînant une surcharge des structures porteuses. Si la compressibilité du sol sous différentes parties de la fondation n'est pas la même ou si la charge sur celui-ci est différente, vous pouvez souvent rencontrer une déformation du bâtiment sous forme de fissures et d'affaissement.

Degré d'humidité

Il s'agit du rapport entre l'humidité naturelle du sol et l'humidité qui correspond à l'humidité dans les pores remplis d'eau, dans lesquels il ne reste aucune bulle d'air. Le sol est considéré comme peu humide avec des indicateurs de 0 à 0,5, humide - de 0,5 à 0,8 et saturé d'eau - de 0,8 à 1. Les sols argileux sont souvent plus humides, sablonneux, respectivement secs.

Calculatrice pour le calcul des paramètres du sol

Dans la conception des bâtiments, différents modèles de calcul sont utilisés, qui sont utilisés pour des sols de complexité variable. Pour les tâches générales, l'évaluation principale est la capacité portante, qui révèle les propriétés de résistance et de déformation des fondations. Cependant, des modèles de calcul de base peuvent aider à les calculer pour des tâches spécifiques.

Pour simplifier les calculs lors de la création d'un projet, la formule de Prandtl est utilisée, ce qui permet de calculer la capacité portante du sol. Pour déterminer le degré de stabilité et de résistance de la base et déterminer la déformation possible, il est nécessaire de déterminer le degré de contrainte. Pour cela, des équations peuvent être appliquées qui sont basées sur une relation linéaire entre la contrainte et la déformation, par exemple la loi de Hooke. Ainsi, la charge sur la base ne doit pas être supérieure à la résistance ultime du sol.

Le calcul est effectué en fonction de la capacité portante pour déterminer l'éventuelle perte de stabilité du bâtiment, la nature de la destruction, le degré de déformation et son type.Il calcule également l'état dans lequel le fonctionnement normal peut être difficile, la durabilité du bâtiment est réduite de la possibilité d'affaissement, d'inclinaisons, etc.

Les propriétés physiques des sols sont les caractéristiques déterminantes par lesquelles il est possible d'établir l'état du sol, la possibilité de modifier les paramètres sous l'influence de divers facteurs physiques et chimiques.

Pour déterminer le type de sol et son comportement comme base de construction, les propriétés nécessaires aux décisions de conception, la détermination des caractéristiques physiques et mécaniques par des méthodes de laboratoire est une condition préalable.

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