چرا خاک دست نخورده عملکرد بهتری از زمین در لنگر انداختن Utility دارد؟

مکانیک خاک 101: چرا خاک "دست نخورده" عملکرد بهتری از زمین در لنگر انداختن Utility دارد

در مهندسی عمران و تاسیسات، استحکام یک لنگر به اندازه زمینی است که می گیرد. هنگامی که تیم های مهندسی پایه های برج های مخابراتی یا خطوط انتقال را طراحی می کنند، بحث اغلب به مکانیک نصب ختم می شود: دینامیک خاک آشفته در مقابل دست نخورده.
درک نحوه تعامل انواع لنگر با زمین اطراف، کلید دستیابی به-پایداری طولانی مدت و جلوگیری از خزش پرهزینه فونداسیون است.
1. فیزیک جابجایی خاک
هر لایه خاک دارای حالت طبیعی فشردگی، مقاومت برشی و اصطکاک داخلی است. هنگامی که یک سیستم لنگر در طول نصب این ماتریس را مختل می کند، قابلیت تحمل بار آن به طور چشمگیری تغییر می کند.
اثر کوبیدن (پیچ-در / سیستم‌های حلزونی): لنگرهای حلزونی برای سوراخ کردن در زمین به چرخش متکی هستند. در حالی که در بسیاری از محیط ها موثر است، تیغه های برش پیوسته خاک را در امتداد شفت برش داده و خرد می کنند. این فرآیند تراکم محلی خاک را کاهش می دهد و یک "منطقه ضعیف" محلی ایجاد می کند که برای تحمل بار به شدت به خود تیغه مارپیچ متکی است.
اثر فشرده‌سازی (ضربه‌ای / ضربه‌ای{0}}سیستم‌های صفحه): لنگرهای کوبه‌ای به‌صورت عمودی از طریق نیروی ضربه رانده می‌شوند. آنها به جای حفاری یا محرک زمین، خاک اطراف را به سمت بیرون فشرده می کنند. این باعث می شود که ساختار خاک بومی تا حد زیادی دست نخورده باقی بماند و فشردگی طبیعی آن در اطراف بدنه لنگر حفظ و حتی افزایش-حفظ شود.
2. مکانیک "لامپ فشار"
ظرفیت کشش نهایی یک لنگر زمینی کوبه ای با تشکیل یک لامپ فشار (یا مخروط خاک) تعیین می شود.
1. فاز درایو: لنگر باریک با کمترین جابجایی به عمق کوبیده می شود.
2. فاز نوک: وقتی به سمت بالا کشیده می شود، سر لنگر 90 درجه می چرخد.
3. تحرک: از آنجایی که خاک بالای صفحه کوبیده یا مختل نشده است، لنگر یک مخروط عظیم و بسیار فشرده از زمین بومی را درگیر می کند.
این روباره دست نخورده مقاومت اصطکاکی و غیرفعال بسیار زیادی ایجاد می کند و به یک لنگر فیزیکی کوچکتر اجازه می دهد تا با قدرت نگهدارنده پایه حجیم تر مطابقت داشته باشد یا از آن فراتر رود.
3. پیامدهای مهندسی برای راهروهای بادی بلند{{1}
در مناطقی که مستعد آب و هوای شدید هستند، بارگذاری دینامیکی با فرکانس بالا-(مانند بادهای شدید که خطوط برق را از بین می‌برد) می‌تواند باعث "خستگی خاک" شود.
هنگامی که خاک در حین نصب به شدت کوبیده شده است، بارهای دینامیکی مکرر می تواند باعث جابجایی و ته نشین شدن ذرات خاک شود که منجر به از دست دادن کشش در سیم لوله می شود.
لنگرهای نصب‌شده در ماتریس‌های خاک با چگالی بالا-به‌طور مؤثرتری در برابر تخریب چرخه‌ای مقاومت می‌کنند و مقادیر پیش{1}}کشش را در طول سال‌ها نوسانات دما و رطوبت فصلی حفظ می‌کنند.

س: آیا نوع خاک تعیین می کند که از لنگرهای کوبه ای یا مارپیچ استفاده شود؟
ج: بله. رس های سفت، سیلت های متراکم و خاک های صخره ای فشرده از لنگرهای کوبه ای استفاده می کنند زیرا ضربه باعث فشرده شدن زمین بومی می شود. برعکس، خاک‌های بسیار سست، شنی، یا{2}}غیر منسجم ممکن است به پرواز گسترده سیستم‌های مارپیچ برای یافتن پایداری یاتاقان نیاز داشته باشند.
س: رطوبت خاک چگونه بر عملکرد لنگر کوبه ای تأثیر می گذارد؟
پاسخ: رطوبت بالا می تواند به طور موقت استحکام منسجم خاک را کاهش دهد. با این حال، از آنجایی که لنگرهای کوبه‌ای در اعماق سطح و در لایه‌های دست نخورده قفل می‌شوند، لایه بالایی در حال نوسان{1} سطحی و رطوبت را دور می‌زنند.
س: آیا می توان مکانیک خاک را قبل از نصب محاسبه کرد؟
ج: قطعا. آزمایش‌های نفوذ استاندارد (SPT) و گزارش‌های گمانه ژئوتکنیکی مقادیر N-و پارامترهای برشی خاک لازم را برای محاسبه عمق دقیق مورد نیاز برای یک لنگر برای دستیابی به ظرفیت کشش هدف-ش ارائه می‌کنند.

مکانیک خاک در لنگر انداختن، دینامیک خاک دست نخورده، تشکیل لامپ تحت فشار، پایداری پایه تاسیسات، صنایع فلزی شانشی قرن.