Τι είναι η μηχανική του εδάφους;

Η μηχανική του εδάφους αναφέρεται κυρίως στο υποσύνολο της πολιτικής μηχανικής που μελετά τις ιδιότητες του εδάφους όταν χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό ή ως θεμέλιο.Με μεγαλύτερη έννοια, μπορεί επίσης να περιλαμβάνει τη μελέτη του σχηματισμού εδάφους με τις καιρικές συνθήκες και τη μεταφορά του από τον άνεμο και το νερό.Η διαδικασία σχηματισμού καθορίζει πολλές από τις φυσικές ιδιότητες του εδάφους, όπως η δομή, η σύνθεση και η σχετική πυκνότητα.Ο τρόπος με τον οποίο αυτές οι ιδιότητες μπορεί να επηρεάσουν ένα κατασκευαστικό έργο εξετάζεται με μεθοδολογίες μηχανικής που περιλαμβάνουν μηχανική υγρών και μηχανικούς των υλικών.Ιδιαίτερη ανησυχία για τη μηχανική του εδάφους είναι ο τρόπος με τον οποίο το έδαφος σε μια δεδομένη τοποθεσία θα αντιδράσει στις τάσεις που τίθενται πάνω σε αυτό από τις απαιτήσεις ενός έργου. Από την άποψη ενός μηχανικού, το έδαφος είναι τα στρώματα του χαλαρού, μη διαταγμένου υλικού στη Γηεπιφάνεια που προκύπτει από την αποσύνθεση των πετρωμάτων.Συνήθως κρατά κάποια ποσότητα νερού, μπορεί να περιέχει οργανικό υλικό και στηρίζεται σε ένα υποκείμενο στερεό στρώμα.Η μηχανική του εδάφους είναι μοναδική, καθώς οι μηχανικοί συχνά έχουν ελάχιστο έλεγχο στις ιδιότητες του υλικού ενός σημαντικού στοιχείου έργου.Πρέπει να γίνουν προσαρμογές στις ιδιότητες του εδάφους όπως βρίσκεται στο χώρο.

Αυτές οι μεταβλητές ιδιότητες είναι προϊόν της διαδικασίας γεωλογικού σχηματισμού και των τοπικών κλιματολογικών παραγόντων.Η μηχανική του εδάφους μιας τοποθεσίας μπορεί να προβλεφθεί με δειγματοληψία για την κατασκευή ενός προφίλ εδάφους.Γενικά, το προφίλ εξετάζει τρία στρώματα που μπορεί να χωριστούν σε στρώματα συστατικών όταν είναι απαραίτητο

Το ανώτερο στρώμα είναι γενικά πλούσιο σε οργανικό υλικό και σπάνια μεγαλύτερη από 15 πόδια (4,6 m) σε βάθος.Κάτω από αυτό είναι ένα στρώμα περίπου 2 πόδια (0,61 m) βαθιά από χαλαρό, λεπτόκοκκο, χημικά ενεργό υλικό που έχει κατατεθεί από πάνω.Το χαμηλότερο στρώμα παραμένει ουσιαστικά στην ίδια γεωλογική κατάσταση όπως όταν κατατίθεται για πρώτη φορά και μπορεί να εκτείνεται προς τα κάτω περισσότερο από 100 πόδια (30,5 μ.).Η οδική κατασκευή και τα θεμέλια για ελαφριά οικιστικά ή εμπορικά κτίρια εξαρτώνται συνήθως από τις ιδιότητες του δευτερεύοντος στρώματος.Τα μεγάλα γήινα κατασκευάσματα, όπως τα φράγματα ή τα λείαν, αποτελούνται συνήθως από υλικό που λαμβάνεται από το χαμηλότερο επίπεδο.

Αρκετές κοινές δομές εδάφους μπορούν να κατηγοριοποιηθούν από τη σύνθεση των ορυκτών τους, τις χημικές ιδιότητες και τη διάταξη σωματιδίων.Η συμπεριφορά κάθε ποικίλλει ως απόκριση στη συμπίεση, τη γωνιακή τάση και τη ροή του νερού.Η πολιτική μηχανική εφαρμόζει φυσικές επιστήμες όπως η μηχανική υγρού και υλικού για τον προσδιορισμό της μηχανικής του εδάφους για μια συγκεκριμένη τοποθεσία.Η ανάλυση αυτή μπορεί να αποκλείει έναν ιστότοπο για ένα συγκεκριμένο έργο ή να υποδείξει τις προσαρμογές που απαιτούνται για να προχωρήσουμε.

Η γνώση της μηχανικής του εδάφους είναι κρίσιμη σε πολλές πτυχές της πολιτικής μηχανικής.Όλες οι δομές στηρίζονται σε ένα θεμέλιο που είναι ενσωματωμένο σε σχέση με τις ιδιότητες του εδάφους.Ο σχεδιασμός του πεζοδρομίου εξαρτάται από το πώς το υποκείμενο έδαφος αντιδρά στο στρες φορτίου και τις μεταβολές λόγω του κορεσμού του νερού ή της μεταβολής της θερμοκρασίας.Η υπόγεια κατασκευή, όπως οι σήραγγες και οι αγωγοί, είναι μια δυναμική αλληλεπίδραση των ιδιοτήτων του εδάφους, των μεθόδων κατασκευής και των υλικών συστατικών.