Γιατί το αδιατάρακτο χώμα ξεπερνά τις επιδόσεις του αναδευόμενου εδάφους στην αγκύρωση χρησιμότητας

Soil Mechanics 101: Γιατί το "Undirbed" Soil ξεπερνά τις επιδόσεις του Churned Earth στο Utility Anching

Στη χρησιμότητα και στα έργα πολιτικού μηχανικού, η αντοχή μιας άγκυρας είναι τόσο καλή όσο το έδαφος που πιάνει. Όταν οι ομάδες μηχανικών σχεδιάζουν θεμέλια γραμμών μεταφοράς ή πύργων τηλεπικοινωνιών, η συζήτηση συχνά καταλήγει στη μηχανική της εγκατάστασης: διαταραγμένη έναντι αδιατάρακτης δυναμικής εδάφους.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο διαφορετικοί τύποι αγκυρίων αλληλεπιδρούν με τη γύρω γη είναι το κλειδί για την επίτευξη μακροπρόθεσμης- σταθερότητας και την πρόληψη του δαπανηρού ερπυσμού του θεμελίου.
1. Η Φυσική της Μετατόπισης του Εδάφους
Κάθε στρώμα εδάφους έχει μια φυσική κατάσταση συμπίεσης, αντοχής σε διάτμηση και εσωτερικής τριβής. Όταν ένα σύστημα αγκυρώσεως διακόπτει αυτόν τον πίνακα κατά την εγκατάσταση, η ικανότητά του να φέρει-το φορτίο του αλλάζει δραματικά.
Το φαινόμενο αναδόμησης (βίδα-/Ελικοειδή συστήματα): Οι ελικοειδείς άγκυρες βασίζονται στην περιστροφή για να τρυπήσουν στο έδαφος. Ενώ είναι αποτελεσματικές σε πολλά περιβάλλοντα, οι λεπίδες συνεχούς κοπής κόβουν και αναδεύουν το έδαφος κατά μήκος του άξονα. Αυτή η διαδικασία μειώνει την τοπική πυκνότητα του εδάφους, δημιουργώντας μια εντοπισμένη «αδύναμη ζώνη» που βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην ίδια τη λεπίδα της έλικας για να αντέξει το φορτίο.
Το φαινόμενο συμπίεσης (Κρουστά / Ανατροπή-Συστήματα πλάκας): Οι άγκυρες κρουστών οδηγούνται κατακόρυφα μέσω της δύναμης κρούσης. Αντί να σκάβουν ή να τρυπούν τη γη, συμπιέζουν το περιβάλλον έδαφος προς τα έξω. Αυτό αφήνει την εγγενή δομή του εδάφους σε μεγάλο βαθμό ανέπαφη, διατηρώντας-και ακόμη αυξάνοντας-τη φυσική του συμπύκνωση γύρω από το σώμα της άγκυρας.
2. Η Μηχανική του "Λαμπτήρα Πίεσης"
Η τελική ικανότητα απομάκρυνσης- μιας γείωσης κρουστικής άγκυρας καθορίζεται από το σχηματισμό ενός λαμπτήρα πίεσης (ή κώνου εδάφους).
1. Η φάση κίνησης: Η λεπτή άγκυρα σφυρηλατείται σε βάθος με ελάχιστη μετατόπιση.
2. Η φάση ανατροπής: Όταν τραβιέται προς τα πάνω, η κεφαλή αγκύρωσης περιστρέφεται κατά 90 μοίρες.
3. Η Κινητοποίηση: Επειδή το χώμα πάνω από την πλάκα δεν έχει αναδευτεί ή διαταραχθεί, η άγκυρα εμπλέκεται σε έναν τεράστιο, πολύ συμπαγή κώνο φυσικής γης.
Αυτή η αδιατάρακτη υπερφόρτωση παρέχει τεράστια τριβή και παθητική αντίσταση, επιτρέποντας σε ένα μικρότερο φυσικό άγκιστρο να ταιριάζει ή να υπερβαίνει την ισχύ συγκράτησης ενός πιο ογκώδους θεμελίου.
3. Μηχανικές Επιπτώσεις για Διαδρόμους με υψηλούς ανέμους-
Σε περιοχές που είναι επιρρεπείς σε έντονες καιρικές συνθήκες, η δυναμική φόρτωση υψηλής-συχνότητας (όπως οι έντονοι άνεμοι που πλήττουν τα καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος) μπορεί να προκαλέσει "κόπωση του εδάφους".
Όταν το χώμα έχει αναδευτεί πολύ κατά την εγκατάσταση, τα επαναλαμβανόμενα δυναμικά φορτία μπορεί να προκαλέσουν τη μετατόπιση και την καθίζηση των σωματιδίων του εδάφους, οδηγώντας σε απώλεια τάσης στο συρματόσχοινο.
Οι άγκυρες που είναι εγκατεστημένες σε μη διαταραγμένες,-μήτρες εδάφους υψηλής πυκνότητας αντιστέκονται στην κυκλική υποβάθμιση πολύ πιο αποτελεσματικά, διατηρώντας τις τιμές προ{1}}τάσης για χρόνια εποχιακών διακυμάνσεων της θερμοκρασίας και της υγρασίας.

Ε: Ο τύπος του εδάφους υπαγορεύει αν θα χρησιμοποιηθούν κρουστά ή ελικοειδείς άγκυρες;
Α: Ναι. Οι άκαμπτες άργιλοι, οι πυκνές λάσπες και τα συμπαγή βραχώδη εδάφη ευνοούν τις άγκυρες κρουστών επειδή η οδήγηση κρούσης συμπιέζει τη γηγενή γη. Αντίθετα, πολύ χαλαρά, αμμώδη ή μη συνεκτικά εδάφη-μπορεί να απαιτούν την εκτεταμένη πτήση ελικοειδών συστημάτων για να βρεθεί σταθερότητα του ρουλεμάν.
Ε: Πώς επηρεάζει η υγρασία του εδάφους την απόδοση της άγκυρας κρουστών;
Α: Η υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία μπορεί να μειώσει προσωρινά τη συνεκτική αντοχή του εδάφους. Ωστόσο, επειδή οι άγκυρες κρουστών κλειδώνουν βαθιά κάτω από την επιφάνεια σε αδιατάρακτα στρώματα, παρακάμπτουν το επιφανειακό,-κυμαινόμενο άνω στρώμα.
Ε: Μπορεί να υπολογιστεί η εδαφομηχανική πριν από την εγκατάσταση;
Α: Απολύτως. Οι τυπικές δοκιμές διείσδυσης (SPT) και οι γεωτεχνικές αναφορές γεωτρήσεων παρέχουν τις απαραίτητες N-τιμές και τις παραμέτρους διάτμησης εδάφους για τον υπολογισμό του ακριβούς βάθους που απαιτείται ώστε μια άγκυρα να επιτύχει την ικανότητα έλξης-του στόχου της.

Μηχανική εδάφους στην αγκύρωση, αδιατάρακτη δυναμική εδάφους, σχηματισμός βολβών πίεσης, σταθερότητα θεμελίωσης Utility, Shanxi Century Metal Industries.