Zhutnění půdy

Zhutnění půdy je vertikální zkreslení v důsledku použití vnějších sil, jako jsou násep, základů nebo jeho vlastní hmotnosti. Nemělo by se zaměňovat se zhutňováním půdy (také se jí říká zhutnění půdy ), které se může objevit při příležitosti přírodních jevů (intenzivní deště v bourajících se půdách ), nebo může být lidského původu (přešlapávání, průjezd zemědělských strojů).

Osady mohou být jednotné nebo se mohou lišit od jednoho bodu k druhému v závislosti na povaze půdy v místě. V nenasycených půdách jsou osídlení téměř okamžitá, ale v nasycených půdách se mohou v písčito-štěrkových půdách rozšířit na několik sekund, ve špatně propustných jílech až několik desítek let . Pro kontrolu shody konstrukcí s ohledem na bezpečnostní a provozní podmínky musí být proveden výpočet vyrovnání.

Důsledky pro struktury

Jednotná sídla

Rovnoměrně rozložené osady mají malý vliv na strukturu; výsledné pohyby však mohou poškodit služby a příslušenství, jako jsou vodovodní potrubí a podzemní chodby.

Diferenční vyrovnání

Diferenciální osídlení je pohyb potápějící se půdy, který není jednotný. Může proto způsobit dislokace zdiva , například výskyt trhlin. Jedná se o závažný faktor poruchy, který je většinou neopravitelný.

I když je podloží poměrně rovnoměrné, mohou různá jednotková zatížení základu způsobit velmi velké diferenciální sedání.

Příčiny

Mezi příčiny osídlení patří:

• Vysušení povrchových vrstev: Období sucha způsobují odpařování vody přirozeně se vyskytující v půdě, což v některých případech vede ke zmenšení jejího objemu. Toto snížení není nikdy jednotné, a to z různých důvodů, jako jsou: heterogenita základů základů, rozdíly slunečního světla v závislosti na fasádách budovy, přítomnost teras nebo pomocných konstrukcí atd. Fenomén vysychání způsobuje smršťování půdy pod základnou budovy, což se projevuje více či méně významnými poruchami.
• Podobné poruchy mohou být způsobeny přítomností stromů, jejichž kořeny čerpají vodu až k základům, v bezprostřední blízkosti budovy, nebo v případě potřeby změnami hladiny podzemní vody.
• V mnoha případech se účinek těchto různých faktorů projevuje po dlouhou dobu, takže je obtížné určit skutečné příčiny.
• Prohledávání základové půdy po prasknutí zakopaných sítí.
• Přidávání kapalin do oblastí v bezprostřední blízkosti budovy působí také na podloží základů, půda se nasycuje a ztrácí velkou část své mechanické odolnosti: absorpce zatížení již není stejnoměrná a vede k rozdílným sedáním .
• Nevhodné základy: Nedostatečný vztah mezi tlakem vyvíjeným na podloží a únosností půdy je častou příčinou statického sedání. Přítomnost stlačitelných nebo subkonsolidovaných půd je také příčinou vážných poruch. Osady nejsou okamžité a probíhají pomalu v důsledku snížení zatížení budovy. Stabilizace osídlení může u stlačitelných organických půd trvat mnoho let nebo dokonce desetiletí.
• Nábřeží  : Pozemky, které byly pozměněny nebo přeneseny zpět, ztrácejí únosnost; výsledná diferenciální vyrovnání mohou způsobit vážné poruchy ve střednědobém nebo dlouhodobém horizontu.
• Mnoho dalších příčin může vést k poškození budov, jako jsou sesuvy půdy a sesuvy půdy, úpravy vodních hladin, například v důsledku výstavby sousedních konstrukcí, odtoků, odtoku podzemní vody atd., Koexistence způsobů různých základů, případ stavby na suterén a rozšíření v prolézaném prostoru,
• Absence základů, případ některých starých budov.
• Přetížení zásypu na okraji budovy, případ zvýšeného přízemí, kde je vytvořen násyp na podporu terasy.
• Vibrace produkované silniční dopravou nebo stroji.
• Heterogenita úrovně konsolidace různých podlaží tvořících základnu stejné budovy.

Vyrovnání smrštěním-bobtnáním

Srážení vysycháním jílovitých půd během výrazného a / nebo trvajícího sucha vede k deformacím povrchu půdy (rozdílné osídlení). Po ní mohou následovat bobtnající jevy, když se obnoví počáteční hydrogeologické podmínky, nebo vzácněji tečení s jehlami.

Povaha půdy je převládajícím prvkem: jílovité půdy jsou apriorně citlivé, ale ve skutečnosti pouze určité druhy jílu vedou k významným objemovým změnám. Přítomnost stromů nebo keřů v blízkosti budov představuje přitěžující faktor v důsledku absorpce vody z půdy kořeny.

K tomu, aby se tyto jevy mohly objevit, je nutné trvalé sucho nebo jednoduše několikaletý nedostatek vody.

Hrubé osídlení půdy

U hrubozrnných půd je osídlení v důsledku zatížení konstrukcí nebo budov rychlým, dokonce téměř okamžitým fenoménem. Ve skutečnosti k přeskupení mezi půdními zrny dochází, jakmile je aplikováno zatížení. Takto získané dohody se obecně považují za kvazi-elastické chování.

Usazování jemných půd

Na druhé straně stejná zatížení působící na soudržné jemnozrnné a nasycené půdy (jíly, bahno atd.) Způsobí dlouhodobé usazování. Ve skutečnosti bude voda přítomná v materiálu trvat dlouho, než bude evakuována. Nejprve projde přetlakovým jevem, než se evakuuje póry země a nechá se deformovat strukturu země. Tato dlouhodobá osídlení soudržných zemin pod stálým zatížením se nazývají „konsolidační“ osídlení. Jemné půdy mají nízkou propustnost, proto je uvolňování tlaků pórů velmi pomalý proces, který může trvat relativně dlouhou dobu v závislosti na ujeté vzdálenosti. Například půdě složené z 10 metrů nasycené hlíny bude trvat asi 30 let, než se usadí při přetížení.

Výpočty vypořádání

Primární osídlení

Celkové osídlení půdy se rozpadá na primární a sekundární osídlení. Primární vypořádání má dvě složky, okamžité vypořádání a zpožděné vypořádání spojené s konsolidací. Proto je globální vzorec:

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

Okamžité osídlení je podle definice nezávislé na čase, zatímco konsolidační osídlení a sekundární osídlení jsou funkcemi času. Obecně se okamžité osídlení hodnotí na základě teorie pružnosti. Konsolidační osídlení se vytváří v jemnozrnných půdách s nízkým koeficientem propustnosti. Rychlost usazování závisí na rychlosti evakuace pórových vod, tj. Propustnosti. Za těchto podmínek může konsolidační vypořádání trvat měsíce, roky nebo dokonce desetiletí. Sekundární sedání nastává při konstantním účinném napětí, bez změny tlaku pórů, je pak definováno jako jev dotvarování půdy. Globální výpočet osídlení lze provést zvážením odchylek v mechanických vlastnostech půdy v závislosti na stavu napětí. Pro prvek rovnoběžnostěnu o výšce je nekonečně malé vyrovnání pod aplikovaným svislým napětím dáno vztahem: dz{\ displaystyle \ mathrm {d} z}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}

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

kde je mechanická charakteristika materiálu zvaná edometrický modul v závislosti na hloubce a napětí . V daném hloubkovém bodě je tedy osídlení: 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}.

Pro půdu tvořenou jedinou vrstvou malé tloušťky rovnou lze předpokládat, že edometrický modul je konstantní a že rozdělení vertikálního napětí je lineární. Za těchto podmínek je sedání vrstvy dáno: 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 '}}}

kde je svislé napětí v důsledku přetížení na povrchu vrstvy a svislé napětí v důsledku přetížení ve spodní části vrstvy. V obecném případě vícevrstvého masivu nebo jedné vrstvy velké tloušťky se praktický výpočet sedání provádí takovým způsobem, že lze pro každou vrstvu připustit lineární rozdělení a konstantní edometrický modul . Nakonec je celkové osídlení součtem osídlení všech vrstev. σz1{\ displaystyle \ sigma _ {z1}}σz2{\ displaystyle \ sigma _ {z2}}σz{\ displaystyle \ sigma _ {z}}E′{\ displaystyle E '}

Okamžité dohody

V nasycených médiích lze předpokládat, že k tomuto usazování dochází při konstantním objemu. Lze jej vypočítat na základě Boussinesqových vzorců. Například v blízkosti rovnoměrně naložené pružné podrážky je vypořádání dáno:

Si=qB1-ν2EJá{\ displaystyle S_ {i} = qB {\ frac {1- \ nu ^ {2}} {E}} já}

Ve kterém vezmeme . B je charakteristický rozměr podešve. Součinitel vlivu závisí na tvaru podešve a poloze bodu výpočtu. ν=0,5{\ displaystyle \ nu = 0,5}Já{\ displaystyle I}

Jediné tvary	Rozměry	Koeficient vlivu
		Centrum	Roh	Průměrný
Náměstí	-	1.12	0,56	0,95
obdélníkový	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
Oběžník	-	1.0	0,64	0,85

Reference

• [PDF] Vypořádání
• Prvky půdní mechaniky

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