Na construção, as propriedades do solo são importantes, especialmente a forma como os diferentes tipos de solo se comportam sob carga e como os próprios edifícios influenciam isso. Existe uma disciplina especial que estuda a resistência e estabilidade das massas de solo e as condições para a sua utilização como base para a construção de estruturas. Consideremos o que está incluído no conceito de mecânica dos solos, como calcular corretamente os parâmetros do solo.
Densidade do solo
A densidade é uma propriedade do solo determinada pela relação entre a gravidade específica e o volume.Depende da composição mineralógica do solo, bem como do grau de dispersão, razão pela qual os solos argilosos são mais densos que os arenosos, apesar de possuírem a mesma composição mineral.
Dentre as propriedades físicas e mecânicas dos solos, a densidade é considerada uma das principais. Sua condição pode ser avaliada pela densidade característica. A determinação da densidade é necessária durante a construção de estradas, fundações de edifícios (para distribuir tensões ao longo da base), na colocação de comunicações, para calcular a resistência de encostas a deslizamentos, assentamento de edifícios construídos, para determinar o volume de terraplenagens.
A densidade afeta a permeabilidade do solo. Se estiver molhado ou tiver boa absorção, após a construção do edifício pode encolher, no inverno surge outro problema - o aumento do gelo. Saber a densidade do solo ajudará a prevenir a destruição ou inundação de um edifício e a selecionar materiais adequados para construção.
Densidade de partículas
Esta é uma característica física do solo, depende da composição mineral, substâncias organominerais e orgânicas. A densidade das partículas é a razão entre a massa das partículas sólidas em um solo completamente seco (sem umidade) e o seu volume com uma estrutura intacta. Depende da composição mineral, a densidade das partículas é determinada pelas ligações estruturais e estrutura, porosidade do solo. Quanto mais minerais o solo contém e menos porosidade, mais denso ele é.
Com base no valor da densidade das partículas, são determinados os valores das características de resistência e deformação, que são utilizados para avaliar a capacidade de suporte dos solos e a possibilidade de sua utilização para a construção de estruturas.
Umidade do solo
A umidade é a razão entre a massa de líquido contida no solo e sua massa seca. A capacidade de suporte do solo depende desta característica.Para quase todos os solos, exceto rochas e areias grossas, a capacidade de suporte diminui com o aumento da umidade. Então, para um saturado de água será menor do que para um seco.
A umidade é determinada em laboratório pelo método de compactação, ou seja, é determinado em que umidade o solo adquirirá maior densidade. A característica é expressa em porcentagem, de 0 a 100%. A umidade ideal para areia é de 8 a 14%, para franco-arenoso - 9-15%, franco-argiloso - 12-18% e argila - 16-26%.
Classificação
Composição granulométrica ou mecânica é o conteúdo percentual de partículas de diferentes tamanhos no solo ou rocha, independentemente de sua composição química e mineral. Partículas do solo são restos isolados de rochas, minerais, compostos amorfos e outros componentes do solo que estão em ligação química. Partículas de tamanho semelhante são combinadas em frações. Existem os seguintes tipos de elementos mecânicos do solo: organominerais, orgânicos e minerais.
As propriedades de produção agrícola do solo dependem da composição mecânica, por exemplo, da capacidade de passar e reter umidade e ar, dos processos de movimentação de substâncias, acumulação e transformação, estrutura, regimes térmico e de ar.E, em última análise, depende de quão fértil será a terra, tanto com cultivo, rega e fertilização constantes, como sem eles.
Densidade do solo seco
É definido como a relação entre a massa de solo absolutamente seco (sem umidade nos poros) e o volume, levando em consideração o volume dos poros. A característica é medida em g por metro cúbico. veja que pode ser determinado se o teor de umidade e a porosidade forem conhecidos. Os cálculos são realizados em condições de laboratório.
Coeficiente de porosidade
O coeficiente mostra a presença de pequenos vazios no solo. Calculado como uma relação percentual entre o volume de vazios e o volume total. Para determinar o valor em diferentes solos, são utilizados diferentes métodos. Em solos argilosos, devido à coesão, a porosidade é determinada de acordo com a densidade volumétrica e específica do solo amostrado.
A determinação do coeficiente de porosidade é necessária na preparação para a construção, pois existe uma ligação entre ele e outras características. O nível de capacidade de suporte depende do índice de porosidade; diminui à medida que a porosidade diminui. Sem informações sobre a porosidade é impossível saber o grau de resistência do solo ou determinar a possível deformabilidade das edificações.
A deformação dos edifícios ocorre devido ao movimento e compressibilidade das partículas do solo, por exemplo, devido à influência da precipitação. A umidade insignificante e uniforme não reduz a estabilidade dos edifícios, mas um grande volume de umidade pode causar deformações indesejadas. A precipitação irregular é ainda mais perigosa; pode causar deslocamentos e inclinações, levando a tensões excessivas nas estruturas de suporte. Se a compressibilidade do solo sob diferentes partes da fundação não for a mesma ou a carga sobre ele for diferente, muitas vezes você poderá encontrar deformações do edifício na forma de rachaduras e afundamentos.
Nível de umidade
Esta é a relação entre a umidade natural do solo e o teor de umidade, que corresponde ao teor de umidade quando os poros estão cheios de água, nos quais não permanecem bolhas de ar. Solos com indicadores de 0 a 0,5 são considerados pouco úmidos, úmidos - de 0,5 a 0,8 e saturados de água - de 0,8 a 1. Os solos argilosos são frequentemente mais úmidos, os arenosos são, respectivamente, secos.
Calculadora para cálculo de parâmetros do solo
No projeto de edifícios são utilizados diferentes modelos de cálculo, utilizados para solos de complexidade variada. Para tarefas gerais, a principal avaliação é a capacidade de carga, que revela as propriedades de resistência e deformação das fundações. No entanto, modelos básicos de cálculo podem ajudar a calculá-los para tarefas específicas.
Para simplificar os cálculos na hora de criar um projeto, utiliza-se a fórmula de Prandtl, que auxilia no cálculo da capacidade de carga do solo. Para determinar o grau de estabilidade e resistência da base e determinar possíveis deformações, é necessário determinar o grau de tensão. Para isso, podem ser aplicadas equações que se baseiam na relação linear entre tensão e deformação, por exemplo, a lei de Hooke. Assim, a carga na fundação não deve ser superior à resistência final do solo.
O cálculo é realizado com base na capacidade de carga para determinar a possível perda de estabilidade do edifício, a natureza da destruição, o grau de deformação e o seu tipo. Também é calculada a condição em que o funcionamento normal pode ser difícil, a durabilidade do edifício é reduzida devido à possibilidade de afundamento, inclinação, etc.
As propriedades físicas dos solos são as características definidoras pelas quais a condição do solo pode ser determinada e a possibilidade de alteração dos parâmetros sob a influência de diversos fatores físicos e químicos.
Para determinar o tipo de solo e seu comportamento como base para a construção, as propriedades necessárias às decisões de projeto, é pré-requisito a determinação das características físicas e mecânicas por métodos laboratoriais.
