Механика тла

Из Википедије, слободне енциклопедије

Механика тла (енгл. Soil mechanics, фр. Mécanique des sols, нем. Bodenmechanik, рус. Механика грунтов) у ужем смислу, изучава и описује тло у простору на којем или унутар кога се гради. С те је стране механика тла млада наука. Она користи лабораторијске методе испитивања и теренске "in-situ" методе испитивања. Резултати теренских испитивања често дају тачније резултате од лабораторијских.

Механици тла блиске су гране геологија и физика. У механици тла проучавају се особине тла, тј. важне особине према којима можемо тло поделити, а онда и како га према томе можемо користити (нпр. какво тло је повољно за изградњу различитих врста објеката, које је тло повољно за изградњу насипа итд). Оцем механике тла сматра се Карл Терцаги, који се бавио проучавањем тла и његових физичко-механичких својстава.

Историјски развој[уреди]

Сматра се да је прве научне основе за изучавање тла дао А. Ш. Кулон 1773. године својом теоријом земљаних притисака. Даљем развоју изучавању тла допринели су А. Дарси 1856. године - „Дарсијев закон“ о протицању воде кроз тло и Стокс 1856. „Стоксов закон“ о брзини тоњењења честица у течности.

Даљем развоју теорије допринели су М. Ранкин (M. W. J. Rankine) 1857 са својом теоријом земљаних притисака и Ј. Бусинеск (J. Boussinesq) 1885. који је дао аналитичке изразе за стање напона и деформације у хомогеном, изотропном и еластичном полупростору за случај деловања концентричне силе на површини тог полупростора.

За разумевање и познавање физичких својстава тла значајан допринос дао је А. Атерберг (A. Atterberg) 1911. године.

1923. године Карл фон Терцаги (K. von Terzaghi) објавио је своју теорију консолидације а у књизи под називом „Erdbaumechanik auf Bodenphysikalischer Grundlage“ 1925. сублимирао је сва дотадашња сазнања о тлу у грађевинском смислу, омогућивши на тај начин сагледавање теоријских основа и њихову примену те могућност формирања нове научне дисциплине.

Основне особине тла[уреди]

Фазе тла: чврста, течна и гасовита. Ознаке на слици:
Va - запремина ваздуха
Vw - запремина воде
Vs - запремина честица
Vv - запремина пора и шупљина
V - укупна запремина

Тло се у општем случају састоји од три фазе: чврсте, течне, и гасовите. Механичке особине тла зависе директно од интеракција ових фаза једних са другима као и других спољних утицаја.

Чврста фаза тла се може састојати од различитог удела глине или неглиновитих минерала, органских материја, као и соли[1]. Ови минерали обично се састоје од атома хемијских елемената као што су кисеоник, силицијум, водоник, и алуминијум. Ови елементи заједно са калцијумом, натријумом, калијумом, магнезијумом, и угљеник чине преко 99% чврстог дела тла.[1]. Иако, удео глине мањи од удела других честица, глина и присуство органских материја имају већи утицај на особине и понашање тла. Чврсте честице су класификоване по величини и то као глина, прашина, песак, шљунак, дробина, или блокови.

Течна фаза у тлима је обично у виду воде са различитом количином растворених електролита.

Гасовита фаза је обично у виду ваздуха, мада могу бити присутни органски гасови у зонама биолошке активности или у хемијски загађеним тлима.

Минералошки састав тла утиче на величину, облик, и физичке и хемијске особине честица тла и везано са тим на носивост и компресибилност тла.

Подела тла[уреди]

У механици тла извршена је подела на:

  • некохерентна тла - невезана тла - шљунак, песак и њихове мешавине
  • кохерентна тла - то су везана тла - прах, глина, органско тло[2]

Невезана или некохерентна тла су она чије честице нису везане никаквим везивом (матриксом). У невезана тла се убрајају:

величина у mm
блокови 200-2000
дробина 60-200
шљунак 2-60
песак 0.06-2
прашина 0.002-0.06

Везана тла или кохерентна тла су она код којих су чврсти састојци међусобно повезани кохезијом. То су она тла која се састоје од честица мањих од 0.002 mm.

величина у mm
глина 0.002-0.0002
колоидна глина 0.0002-0.00002

Пошто су хомогена тла у природи веома ретка, то се глина обично налази помешана са другим састојцима и тада су то:

Када је тло састава са више од 50% глиновитих састојака назива се масна глина или само глина, а када тло има мање од 50% глиновите компоненте назива се глиновито тло.

Референце[уреди]

  1. ^ а б Mitchell, J.K. 1993. Fundamentals of Soil Behavior. John Wiley & Sons, Inc.
  2. ^ Најдановић Н., Обрадовић Р.: Механика тла у инжењерској пракси, Биро за графичку делатност Института за водопривреду „Јарослав Черни“, Београд, 1981.