Talajtömörítés

A talajtömörítés függőleges torzulás, amelyet külső erők, például töltések, alapok vagy saját súlya okoz . Nem szabad összetéveszteni a talajtömörítéssel (más néven talajtömörítéssel), amely megjelenhet természetes jelenségek (intenzív esőzések a talajverés során ), vagy antropogén eredetű (túl taposás, mezőgazdasági gépek áthaladása).

A települések a talaj jellegétől függően lehetnek egyenletesek vagy különbözőek . Telítetlen talajokban a települések szinte azonnal bekövetkeznek, telített talajokban azonban a homokos-kavicsos talajokban néhány másodpercig terjedhetnek, a rosszul áteresztő agyagokban akár több évtizedig is . Az építmények biztonsági és szolgáltatási feltételekkel való megfelelőségének ellenőrzéséhez elszámolási számítást kell végezni.

Következmények a szerkezetekre

Egységes települések

Az egyenletesen elosztott települések csekély hatást gyakorolnak a szerkezetre, azonban az ebből eredő mozgások károsíthatják a szolgáltatásokat és kiegészítőket, például a vízvezetékeket és a földalatti járatokat.

Differenciális települések

A differenciális elszámolás a süllyedő talaj mozgása, amely nem egyenletes. Ezért a falazat elmozdulásait okozhatja , például repedések megjelenését. Ez a rendellenesség súlyos tényezője, amely legtöbbször helyrehozhatatlan.

Még akkor is, ha az altalaj meglehetősen egyenletes, az alapok különböző egységterhelései nagyon nagy differenciálszámot okozhatnak.

Okoz

A települések okai a következők:

• A felszíni rétegek kiszáradása: Az aszályos időszakok elpárologtatják a talajban természetesen jelenlévő vizet, ami egyes esetekben térfogatuk csökkenéséhez vezet. Ez a csökkenés soha nem egyenletes, különféle okokból, például: a talaj heterogenitása, amely alá az alapokat helyezik, a napfény különbségei az épület homlokzatától függően, a teraszok vagy a kiegészítő szerkezetek jelenléte stb. A kiszáradás jelensége miatt a talaj zsugorodik az épület alapja alatt, ami többé-kevésbé jelentős rendellenességekben nyilvánul meg.
• Hasonló rendellenességeket okozhat olyan fák jelenléte az épület közvetlen közelében, amelyek gyökerei az alapokig szivattyúzzák a vizet, vagy szükség esetén a vízszint szintjének eltérései.
• Sok esetben e különböző tényezők hatása hosszú időn keresztül megnyilvánul, ami megnehezíti a valódi okok meghatározását.
• Az alap talajának felmosása az eltemetett hálózatok szakadása után.
• Folyadékok hozzáadása az épület közvetlen közelében lévő területekre az alapok ágyazatára is hat, a talaj telítetté válik, és elveszíti mechanikai ellenállásának nagy részét: a terhelések felszívódása már nem egyenletes, és differenciált településekhez vezet .
• Alkalmatlan alapok: Az alapkőzetre gyakorolt ​​nyomás és a talaj teherbírása közötti nem megfelelő kapcsolat a szerkezeti ülepedés gyakori oka. Az összenyomható vagy nem konszolidált talajok jelenléte szintén súlyos rendellenességek oka. A települések nem azonnal zajlanak, és lassan zajlanak az épület terheléscsökkentő hatása alatt. A letelepedés stabilizálása hosszú évekig, sőt évtizedekig is eltarthat az összenyomható szerves talajok esetében.
• Töltések  : A megváltozott vagy visszahozott földek elveszítik teherbírásukat; az ebből adódó differenciált települések közép- vagy hosszú távon komoly zavarokat okozhatnak.
• Sok más ok az épületek károsodásához vezethet, például földcsuszamlásokhoz és földcsuszamlásokhoz, a vízszint megváltozásához, például szomszédos építmények építéséhez, csatornákhoz, talajvíz elvezetésekhez stb., Különböző alapok üzemmódjainak együttes létezéséhez, épületen egy alagsor és egy hosszabbítás a csúszótéren,
• Alapok hiánya, néhány régi épület esete.
• A feltöltés túlterhelése az épület szélén, egy emelt földszint esete, ahol egy töltés jön létre a terasz támogatására.
• A közúti forgalom vagy gépek által keltett rezgések.
• Az ugyanazon épület alapját képező különböző emeletek konszolidációs szintjének heterogenitása.

Elszámolás zsugorodás-duzzadás útján

Az agyagos talajok kiszáradásával történő zsugorodása egy kifejezett és / vagy tartós aszály idején a talaj felszínének deformációit eredményezi (differenciált települések). Duzzadási jelenségek követhetik, mivel a kezdeti hidrogeológiai állapotok helyreállnak, vagy ritkábban lágyuló kúszó jelenségek.

A talaj jellege a domináns elem: az agyagos talajok eleve érzékenyek, de valójában csak bizonyos agyagfajták okoznak jelentős térfogatváltozásokat. A fák vagy cserjék jelenléte az épületek közelében súlyosbító tényező, mivel a gyökerek felszívják a vizet a talajból.

Tartós aszály, vagy egyszerűen több évig tartó vízhiány szükséges ahhoz, hogy ezek a jelenségek megjelenhessenek.

Durva talajtelepülések

Durva szemcséjű talajokban az építmények vagy épületek megterhelése miatti megtelepedés gyors, sőt szinte azonnali jelenség. Valójában a talajszemcsék közötti átrendeződések azonnal megtörténnek, amint a terheléseket kifejtik. Az így kapott települések általában kvázi-rugalmas viselkedésnek számítanak.

Finom talajok rendezése

Másrészről az összetartó finomszemcsés és telített talajokra (agyag, selyem, stb.) Alkalmazott azonos terhelések hosszabb távon megtelepedést okoznak. Valóban, az anyagban lévő víz kiürítése hosszú időt vesz igénybe. Először túlnyomásos jelenségen megy keresztül, mielőtt kiürülne a talaj pórusain keresztül, és lehetővé tenné a talaj szerkezetének deformálódását. Ezeket az összefüggő talajok állandó terhelés alatti hosszú távú településeit „konszolidációs” településeknek nevezzük. A finom talajok permeabilitása alacsony, ezért a pórusnyomás felszabadulása nagyon lassú folyamat, amely viszonylag hosszú ideig terjedhet a megtett távolságtól függően. Például egy 10 m telített agyagból álló talajnak túlterhelés alatt körülbelül 30 évig kell ülepednie.

Elszámolási számítások

Elsődleges települések

A talaj teljes települése elsődleges és másodlagos településekre bomlik. Az elsődleges elszámolásnak két összetevője van, az azonnali elszámolás és a konszolidációhoz kapcsolódó késleltetett elszámolás. Ezért a globális képlet:

St=So+Ss=Sén+Svs.+Ss{\ displaystyle S _ {\ mathrm {t}} = S _ {\ mathrm {p}} + S _ {\ mathrm {s}} = S _ {\ mathrm {i}} + S _ {\ mathrm {c }} + S_ {\ mathrm {s}}}.

Értelemszerűen az azonnali elszámolás független az időtől, míg a konszolidációs elszámolások és a másodlagos elszámolások az idő függvényei. Általában az azonnali elszámolást a rugalmasságelmélet alapján értékelik. A konszolidációs elszámolást finomszemcsés talajokban hozzák létre, alacsony permeabilitási együtthatóval. Az ülepedés sebessége a pórusvíz kiürülésének sebességétől, vagyis a permeabilitástól függ. Ilyen körülmények között a konszolidációs elszámolás hónapokig, évekig vagy akár évtizedekig is eltarthat. A másodlagos ülepedés állandó effektív stressz mellett, a pórusnyomás változása nélkül következik be, majd talajkúszó jelenségként definiálják. A település globális kiszámítása úgy végezhető el, hogy a talaj mechanikai jellemzőinek változását a stressz állapotának függvényében vesszük figyelembe. A parallelepipedikus térfogatú , magasságú elem esetében az alkalmazott függőleges feszültség alatt a végtelen kis települést a következő adja meg: dz{\ displaystyle \ mathrm {d} z}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}

ds=σzdsE′{\ displaystyle \ mathrm {d} s = {\ frac {\ sigma _ {z} \, \ mathrm {d} s} {E '}}}

hol van az anyag mechanikai jellemzője, amelyet ödometrikus modulusnak neveznek , mind a mélységtől, mind a feszültségtől függően . Egy adott mélységi ponton a település tehát: E′{\ displaystyle E '}z{\ displaystyle z}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}z0{\ displaystyle z_ {0}}

S(z0)=∫z0ϖσz(z)E′(z)dz{\ displaystyle S (z_ {0}) = \ int _ {z_ {0}} ^ {\ varpi} {\ frac {\ sigma _ {z} (z)} {E '(z)}} \ mathrm { d} z}.

Egy olyan talaj esetén, amely egyetlen, egyenlő kis vastagságú rétegből áll , feltételezhető, hogy az oedometrikus modulus állandó és a függőleges feszültség eloszlása lineáris. Ilyen feltételek mellett a réteg kiegyenlítését a következők adják meg: 2h{\ displaystyle 2 \, h}E′{\ displaystyle E '}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}

S=h(σz1+σz2)E′{\ displaystyle S = {\ frac {h \, (\ sigma _ {z1} + \ sigma _ {z2})} {E '}}}

hol van a réteg felületén a túlterhelés és a réteg alján a túlterhelés miatti függőleges feszültség. Többrétegű tömeg vagy egyetlen nagy vastagságú réteg esetében a települések gyakorlati számítása oly módon történik, hogy minden rétegre megengedhető legyen lineáris eloszlás és állandó oometrikus modulus . Végül a teljes elszámolás az összes réteg elszámolásának összege. σz1{\ displaystyle \ sigma _ {z1}}σz2{\ displaystyle \ sigma _ {z2}}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}E′{\ displaystyle E '}

Azonnali elszámolások

Telített közegben feltételezhető, hogy ez az elszámolás állandó hangerővel történik. Kiszámítható Boussinesq képletei alapján. Például egy egyenletesen megterhelt rugalmas talp közelében az elszámolást a következők adják:

Sén=qB1-v2Eén{\ displaystyle S_ {i} = qB {\ frac {1- \ nu ^ {2}} {E}} I}

Amiben fogjuk . B a talp jellegzetes dimenziója. A befolyásolási együttható a talp alakjától és a számítási pont helyzetétől függ. v=0,5.{\ displaystyle \ nu = 0,5}én{\ displaystyle I}

Talp formák	Méretek	Hatás-együttható
		Központ	Sarok	Átlagos
Négyzet	-	1.12	0,56	0,95
négyszögletes	L / B = 2	1.53	0,77	1.3
	L / B = 3	1.78	0,89	1.52
	L / B = 5	2.10	1.05	1.83
	L / B = 10	2.58	1.29	2.25
Kör alakú	-	1.0	0,64	0,85

Hivatkozások

• [PDF] Elszámolás
• A talajmechanika elemei

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">