Ce este mecanica solului?

Mecanica solului se referă în primul rând la subgrupul de inginerie civilă care studiază proprietățile solului atunci când este utilizat ca material de construcție sau ca fundație. Într-un sens mai larg, poate implica și studiul formării solului prin intemperii și transportul acestuia de către vânt și apă. Procesul de formare determină multe dintre proprietățile fizice ale solului, cum ar fi structura, compoziția și densitatea relativă. Modul în care aceste proprietăți ar putea afecta un proiect de construcție este examinat de metodologii de inginerie care includ mecanica fluidelor și mecanica materialelor. O preocupare deosebită în mecanica solului este modul în care solul dintr-un anumit sit va reacționa la solicitările impuse acestuia de cerințele unui proiect.

Din perspectiva unui inginer, solul reprezintă straturile de material liber, nestratificat de pe suprafața pământului, care rezultă din dezintegrarea rocilor. De obicei, conține o anumită cantitate de apă, poate conține material organic și se sprijină pe un strat solid dedesubt. Mecanica solului este unică prin faptul că inginerii au adesea puțin control asupra proprietăților materialelor unei componente majore a proiectului. Trebuie făcute adaptări la proprietățile solului așa cum se găsește pe amplasament.

Aceste proprietăți variabile sunt un produs al procesului de formare geologică și al factorilor climatici locali. Mecanica solului unui sit poate fi anticipată prin eșantionare pentru a construi un profil de sol. În general, profilul examinează trei straturi care pot fi împărțite în straturi componente atunci când este necesar

Stratul superior este în general bogat în material organic și are rareori mai mult de 15 picioare (4.6 m) în adâncime. Sub acesta se află un strat de aproximativ 2 picioare (0.61 m) adânc de material liber, cu granulație fină, activ din punct de vedere chimic, care a fost depus de sus. Stratul cel mai de jos rămâne în esență în aceeași stare geologică ca atunci când a fost depus pentru prima dată și se poate extinde în jos mai mult de 100 de picioare (30.5 m). Construcția drumurilor și fundațiile pentru clădirile rezidențiale sau comerciale ușoare depind de obicei de proprietățile stratului secundar. Construcțiile mari de pământ, cum ar fi diguri sau diguri, sunt de obicei compuse din material luat de la nivelul cel mai de jos.

Mai multe structuri comune ale solului pot fi clasificate după compoziția lor minerală, proprietățile chimice și aranjamentul particulelor. Comportamentul fiecăruia variază ca răspuns la compresie, stres unghiular și debitul de apă. Ingineria civilă aplică științe fizice, cum ar fi mecanica fluidelor și a materialelor, pentru a determina mecanica solului pentru un anumit sit. Această analiză poate exclude un sit pentru un anumit proiect sau poate indica adaptările necesare pentru a continua.

Cunoașterea mecanicii solului este esențială în multe aspecte ale ingineriei civile. Toate structurile se sprijină pe o fundație care este construită în funcție de proprietățile solului. Proiectarea pavajului depinde de modul în care solul subiacent reacționează la stresul de sarcină și modificările datorate saturației apei sau variației temperaturii. Construcțiile subterane, cum ar fi tunelurile și conductele, reprezintă o interacțiune dinamică a proprietăților solului, metodelor de construcție și materialelor componente.