science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe de draagcapaciteit van bodems te berekenen

Bodems zijn zeer variabel in hun draagkracht. Als de draagcapaciteit van de grond niet wordt berekend, kan dit tot zinkende funderingen en kromgetrokken wegen leiden. Het is ook een factor bij het kiezen van zwaar materieel voor gebruik waar te veel grondverdichting boomwortels kan doden, of apparatuur kan vastlopen. Ingenieurs berekenen het uiteindelijke draagvermogen van de bodem van een locatie en voegen een factor van veiligheid toe. Toch kunnen dingen misgaan.

De limiet op hoeveel gewicht de bodem kan verdragen

"Afschuiving van de grond" treedt op als er te veel gewicht op zit, en de grond zinkt onder de grond. laden. Dat is wat er gebeurt als je voet in zachte aarde zakt; wanneer het een gebouw of een weg overkomt, is het echter een enorm probleem. Ingenieurs gebruiken verschillende methoden om de grond te testen op stevigheid en gebruiken formules om de grootte en diepte van een fundering te berekenen die nodig is voor een bepaald gewicht op een bepaalde grond.

Waarom de bodemtest variabel is

De stevigheid van de bodem hangt af van de samenstelling. Het kan klei, zand of een combinatie van klei en zand zijn. Klei heeft in elkaar grijpende deeltjes die weerstand bieden tegen afschuiving tot een kritisch punt, waarboven de klei zal afschuiven door te vervormen in een plastic stroom. De bodem bevat bijna altijd wat water, dat sterk bestand is tegen compressie. Maar het vocht kan wegvloeien; dat is één van de redenen waarom zich in droogte zinkgaten kunnen vormen tijdens droogte.

Bodemkleving meten

Ingenieurs gebruiken verschillende methoden om de grond te testen. Het eenvoudigste is om een ​​sonde in de grond te duwen en de kracht te meten die nodig is om hem te doen zinken. Dit kan worden gedaan met een handvoeler of een grotere versie op een rupsvoertuig. Voor diepere metingen worden kernmonsters genomen en vervolgens onder compressie getest in een laboratorium. Deze tests kunnen spanningen in meer dan één as simuleren. Ze kunnen ook testen op doorlaatbaarheid voor vocht.

Berekenen van de veilige draagkracht van grond

Gewapend met de testresultaten berekenen ingenieurs hoeveel belasting de grond veilig kan dragen. Beginnend met het gewicht dat nodig is om de grond te scheren, voegen ze een veiligheidsfactor toe, zodat de structuur nooit voldoende gewicht aanwendt om de grond te vervormen. Ze kunnen de voetafdruk en diepte van een fundering aanpassen om binnen die waarde te blijven. Als alternatief kunnen ze de grond samendrukken om de sterkte te vergroten. Ze kunnen bijvoorbeeld een roller gebruiken om los vulmateriaal voor een wegdek te comprimeren.

Dingen kunnen nog steeds misgaan

Zelfs als alle berekeningen correct zijn, kunnen er later problemen optreden. Verandering in de tijd is moeilijk in te schatten. Dat is de reden waarom gebouwen die in orde waren toen ze werden gebouwd, zich over vele jaren konden vestigen. Gegeven voldoende tijd kan zelfs vast gesteente vervormen en stromen onder het gewicht van bergen. Aardverschuivingen zijn plotseling, maar hele heuvels kunnen zeer geleidelijk naar beneden kruipen, waardoor de structuren falen. Wasbeurten door overstroming of bevriezing bij vriesweer kunnen wegen verwoesten.