Che cos'è la meccanica del suolo?
La meccanica del suolo si riferisce principalmente al sottoinsieme dell'ingegneria civile che studia le proprietà del suolo quando viene utilizzato come materiale da costruzione o come base. In un senso più ampio, può anche comportare lo studio della formazione del suolo mediante agenti atmosferici e il suo trasporto tramite vento e acqua. Il processo di formazione determina molte delle proprietà fisiche del suolo, come la struttura, la composizione e la densità relativa. Il modo in cui queste proprietà potrebbero influenzare un progetto di costruzione viene esaminato da metodologie ingegneristiche che includono la meccanica dei fluidi e la meccanica dei materiali. Di particolare interesse nella meccanica del suolo è il modo in cui il terreno in un determinato sito reagirà alle sollecitazioni che gli sono state poste da un progetto.
Dal punto di vista di un ingegnere, il suolo è lo strato di materiale sciolto e non stratificato sulla superficie terrestre che deriva dalla disintegrazione delle rocce. In genere contiene una certa quantità di acqua, può contenere materiale organico e poggia su uno strato solido sottostante. La meccanica del suolo è unica in quanto gli ingegneri hanno spesso scarso controllo sulle proprietà dei materiali di un importante componente del progetto. Gli adattamenti devono essere fatti alle proprietà del suolo come si trova nel sito.
Queste proprietà variabili sono un prodotto del processo di formazione geologica e dei fattori climatici locali. La meccanica del suolo di un sito può essere anticipata campionando per costruire un profilo del suolo. In generale, il profilo esamina tre livelli che possono essere suddivisi in livelli componente quando necessario
Lo strato superiore è generalmente ricco di materiale organico ed è raramente maggiore di 4,6 m di profondità. Sotto questo è uno strato di circa 0 piedi di profondità di 0,61 m di materiale sciolto a grana fine e chimicamente attivo che è stato depositato dall'alto. Lo strato più basso rimane essenzialmente nello stesso stato geologico del primo deposito e può estendersi verso il basso per oltre 30 metri. La costruzione di strade e le fondamenta per edifici residenziali o commerciali leggeri di solito dipendono dalle proprietà dello strato secondario. I grandi costrutti di terra, come dighe o argini, sono in genere composti da materiale prelevato dal livello più basso.
Diverse strutture del suolo comuni possono essere classificate in base alla loro composizione minerale, proprietà chimiche e disposizione delle particelle. Il comportamento di ciascuno varia in risposta a compressione, stress angolare e flusso d'acqua. L'ingegneria civile applica le scienze fisiche come la meccanica dei fluidi e dei materiali per determinare la meccanica del suolo per un determinato sito. Questa analisi può escludere un sito per un particolare progetto o indicare gli adattamenti necessari per procedere.
Una conoscenza della meccanica del suolo è fondamentale in molti aspetti dell'ingegneria civile. Tutte le strutture poggiano su una fondazione costruita in riferimento alle proprietà del suolo. La progettazione della pavimentazione dipende da come il terreno sottostante reagisce alle sollecitazioni di carico e ai cambiamenti dovuti alla saturazione dell'acqua o alla variazione di temperatura. La costruzione sotterranea, come tunnel e condotte, è un gioco dinamico di proprietà del suolo, metodi di costruzione e materiali componenti.