Ehituses on olulised pinnase omadused, eelkõige see, kuidas erinevad pinnasetüübid koormuse all käituvad ja kuidas hooned ise seda mõjutavad. On olemas spetsiaalne distsipliin, mis uurib pinnase masside tugevust ja stabiilsust ning nende kasutamise tingimusi konstruktsioonide ehitamise alusena. Mõelgem, mis sisaldub mullamehaanika mõistes, kuidas mulla parameetreid õigesti arvutada.
Mulla tihedus
Tihedus on mulla omadus, mille määrab erikaalu ja ruumala suhe.See oleneb pinnase mineraloogilisest koostisest, aga ka dispersiooniastmest, mistõttu on savimullad liivmuldadest tihedamad, vaatamata sellele, et neil on sama mineraalne koostis.
Muldade füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste hulgas peetakse tihedust üheks peamiseks. Nende seisundit saab hinnata nende iseloomuliku tiheduse järgi. Tiheduse määramine on vajalik teede ehitamisel, hoonete vundamentidel (pingete jaotamiseks piki alust), kommunikatsioonide rajamisel, nõlvade vastupidavuse arvutamiseks maalihketele, ehitatud hoonete asutamisele, pinnasetööde mahu määramiseks.
Tihedus mõjutab mulla läbilaskvust. Kui see on märg või hea imavusega, siis pärast hoone ehitamist võib see kokku tõmbuda, talvel tekib veel üks probleem - härmatis. Pinnase tiheduse teadmine aitab vältida hoone hävimist või üleujutamist ning valida ehitamiseks sobivad materjalid.
Osakeste tihedus
See on mulla füüsikaline omadus, mis sõltub mineraalsest koostisest, orgaanilistest ja orgaanilistest ainetest. Osakeste tihedus on täiesti kuivas (niiskuseta) pinnases olevate tahkete osakeste massi ja häirimatu struktuuriga pinnase mahu suhe. Olenevalt mineraalsest koostisest määrab osakeste tiheduse mulla struktuursed sidemed ja struktuur, poorsus. Mida rohkem mineraalaineid muld sisaldab ja vähem poorsust, seda tihedam see on.
Osakeste tiheduse väärtusest lähtuvalt määratakse tugevus- ja deformatsiooninäitajate väärtused, mille alusel hinnatakse pinnaste kandevõimet ja nende kasutamise võimalust konstruktsioonide ehitamisel.
Mulla niiskus
Niiskus on mullas sisalduva vedeliku massi ja selle kuivmassi suhe. Sellest omadusest sõltub pinnase kandevõime.Peaaegu kõigi muldade puhul, välja arvatud jämedad kivimid ja jäme liiv, väheneb kandevõime niiskuse suurenedes. Nii et veega küllastunud puhul on see väiksem kui kuiva puhul.
Niiskus määratakse laboris tihendusmeetodil, st määratakse, millise niiskuse juures omandab pinnas suurima tiheduse. Tunnust väljendatakse protsentides, vahemikus 0 kuni 100%. Liiva optimaalne niiskus on 8-14%, liivsavi - 9-15%, liivsavi - 12-18% ja savi - 16-26%.
Hindamine
Granulomeetriline ehk mehaaniline koostis on erineva suurusega osakeste protsentuaalne sisaldus pinnases või kivimis, sõltumata nende keemilisest ja mineraalsest koostisest. Pinnaseosakesed on isoleeritud kivimite, mineraalide, amorfsete ühendite ja muude mullakomponentide jäänused, mis on keemilises sidemes. Sarnase suurusega osakesed liidetakse fraktsioonideks. Mulla mehaanilisi elemente on järgmist tüüpi: orgaaniline, mineraalne ja orgaaniline.
Pinnase põllumajanduslikud tootmisomadused sõltuvad mehaanilisest koostisest, näiteks niiskuse ja õhu läbilaske- ja säilivusvõimest, ainete liikumisprotsessidest, akumuleerumisest ja muundumisest, struktuurist, soojus- ja õhurežiimist.Ja lõpuks sõltub see sellest, kui viljakas on maa, nii pideva harimise, kastmise ja väetamisega kui ka ilma nendeta.
Kuiv pinnase tihedus
See on määratletud kui absoluutselt kuiva pinnase (ilma niiskuseta poorides) massi ja ruumala suhtena, võttes arvesse pooride mahtu. Karakteristikut mõõdetakse grammides kuupmeetri kohta. vaata seda saab määrata, kui niiskusesisaldus ja poorsus on teada. Arvutused tehakse laboritingimustes.
Poorsustegur
Koefitsient näitab väikeste tühimike olemasolu pinnases. Arvutatakse tühimike mahu ja kogumahu suhtena protsentides. Väärtuse määramiseks erinevatel muldadel kasutatakse erinevaid meetodeid. Savimuldades määratakse poorsus kohesiooni tõttu vastavalt proovi võetud pinnase mahule ja erikaalule.
Poorsusteguri määramine on vajalik ehitamiseks ettevalmistamisel, kuna see on seotud muude omadustega. Kandevõime tase sõltub poorsusindeksist, poorsuse vähenedes see väheneb. Ilma poorsuse infota on võimatu teada pinnasekindluse astet ega määrata hoonete võimalikku deformeeritavust.
Hoonete deformeerumine toimub pinnaseosakeste liikumise ja kokkusurutavuse tõttu, näiteks sademete mõjul. Ebaoluline ja ühtlane niiskus ei vähenda hoonete stabiilsust, kuid suur niiskus võib põhjustada soovimatuid deformatsioone. Ebaühtlased sademed on veelgi ohtlikumad, kuna need võivad põhjustada nihkeid ja kaldeid, mis põhjustavad kandekonstruktsioonide ülekoormust. Kui pinnase kokkusurutavus vundamendi erinevate osade all ei ole sama või sellele langev koormus on erinev, võib sageli kohata hoone deformatsiooni pragude ja vajumise näol.
Niiskuse tase
See on mulla loodusliku niiskuse ja niiskusesisalduse suhe, mis vastab niiskusesisaldusele pooride täitmisel veega, millesse ei jää õhumulle. Mulda, mille indikaatorid on 0 kuni 0,5, peetakse madala niiskusesisaldusega, märjaks - 0,5 kuni 0,8 ja veega küllastunud - 0,8 kuni 1. Savimullad on sageli niiskemad, liivased mullad on vastavalt kuivad.
Kalkulaator pinnase parameetrite arvutamiseks
Hoonete projekteerimisel kasutatakse erinevaid arvutusmudeleid, mida kasutatakse erineva keerukusega pinnaste puhul. Üldtööde puhul on põhiliseks hinnanguks kandevõime, millest selgub vundamentide tugevus- ja deformatsiooniomadused. Põhilised arvutusmudelid võivad siiski aidata neid konkreetsete ülesannete jaoks arvutada.
Arvutuste lihtsustamiseks projekti loomisel kasutatakse Prandtli valemit, mis aitab arvutada pinnase kandevõimet. Aluse stabiilsuse ja tugevuse määra kindlaksmääramiseks ning võimaliku deformatsiooni kindlaksmääramiseks on vaja kindlaks määrata pingeaste. Selleks saab rakendada võrrandeid, mis põhinevad pinge ja deformatsiooni lineaarsel seosel, näiteks Hooke'i seadust. Seega ei tohiks vundamendi koormus olla suurem pinnase lõplikust takistusest.
Arvutamisel lähtutakse kandevõimest, et määrata kindlaks ehitise võimalik stabiilsuse kaotus, hävimise olemus, deformatsiooniaste ja selle tüüp. Arvutatakse ka seisukorda, milles normaalne töö võib olla raskendatud, hoone vastupidavus väheneb vajumise, kaldumise jms tõttu.
Muldade füüsikalised omadused on määravad omadused, mille järgi saab määrata pinnase seisundit ja parameetrite muutmise võimalust erinevate füüsikaliste ja keemiliste tegurite mõjul.
Pinnase tüübi ja käitumise ehituse alusena, projekteerimisotsuste tegemiseks vajalike omaduste määramiseks on eelduseks füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste määramine laboratoorsete meetoditega.
