土力学
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土力学土力学,是研究土壤物理性质和利用的学科,尤其用于规划结构地基和公路路基。
第一次科学研究土壤力学是由法国物理学家进行的查尔斯-奥古斯丁·库仑他发表了地球理论压力在1773年。库仑的工作和苏格兰工程师威廉出版的地球质量理论1857年的Rankine仍然是主要的量化工具地球的压力。这些理论修改考虑到20世纪的影响凝聚力这是最近发现的一种土壤特性,它使它们在地下的表现有所不同压力比兰金和库仑预测的要多。
土壤是天然的总矿物颗粒的:矿物颗粒的,有时包括有机成分;它有固相、液相和气相。给定场地的土壤将如何承受结构重量所施加的压力,或在施工过程中它将如何应对运动,取决于六个特性-内摩擦(土体滑动的阻力,与土壤中水分的多少成反比,因此在沙土中更大)砾石和黏聚力(土壤颗粒之间的分子吸引力,粘土比沙子或淤泥高得多),这两者都减少了土壤的剪切倾向,或沿平面滑动;压缩系数(通过各种方法,包括夯实和振动,可以使土壤变得更密,从而能够承受更大的载荷的程度);弹性(土壤被压缩后再膨胀的能力);磁导率(土壤引导水流的程度);而且毛细现象(水从正常地下水位上升的程度)。
在指定地点进行土壤调查的彻底性取决于所进行工程的规模。目视检查表面即可足够了在某些情况下。土壤特性通常在垂直方向(随深度)比水平方向变化更快。地下检测技术包括挖沟、钻孔(以测试阻力以及获取样品),以及用水将地下物质抽到地表。地震测试(测量爆炸产生的冲击波在地面上传播的速度)和地震强度的测量电阻土壤的特性也能提供有助于土壤评价的信息。在实验室中测量了从现场采集的样品的晶粒尺寸和塑料性能。偶尔数据从以前对遗址附近土壤的研究中得到的结果是有用的。
基金会是为了将结构的重量传递到它下面和周围的地面上。应力分布与土体特性不匹配,会导致土体剪切或不均匀沉降而导致结构破坏。传播基础可能是其中之一传播的基础(在承重梁或墙的正下方放置宽底座),垫子(通常由石板组成)钢筋混凝土,它们位于建筑物的整个区域之下),或浮动类型。一个浮动的基础由盒子状的刚性结构组成,设置在地下很深的地方,放置它的土壤重量等于建筑物的重量;因此,一旦建筑完工,它下面的土壤将承担相同的重量生在开始挖掘之前。深厚的基础可能是端承桩(端到端传递施加在它们身上的所有重量,从上面的建筑物到它们所在的基岩),摩擦桩(通过沿桩侧与土壤界面的表面的摩擦或粘附,将施加在它们身上的一些压力转移到它们周围的土壤上),或沉箱(在挖掘中就地浇筑的超大桩,而不是预制和沉桩)。
山坡上保持在原地是因为向下的重力被粒子间的内聚力和摩擦力抵消了。各种变化可能会打破这些力量之间的平衡,沉淀一个幻灯片;特别是,斜坡土壤中水分的增加可能会大大降低黏聚力和摩擦力。斜坡的稳定性是分级的,1.0表示力完全平衡,2.0表示稳定力是趋向于运动的力的两倍,等等。读数低于1.0的斜率就是崩塌。大坝堤岸、高速公路和铁路的切割都是按照一定的稳定标准设计的,以这个规模来衡量。可以通过排水、梯度平整、压实或注入水泥加固边坡来提高稳定性。在大坝施工时采用防渗芯,以防止过量的水渗漏降低稳定而斜坡由渗透性材料组成,可以缓冲大坝沿线的水的重量。
土力学,通过检查道路和高速公路的路基,有助于确定哪种类型的路面(刚性或柔性)将持续更长时间。通过对土壤特性的研究,确定最适合地下隧道开挖的方法。