محاسبه ظرفیت باربری زمین یک کار جامع است که شامل زمینه های مختلفی مانند مکانیک سازه، علم مواد و استانداردهای طراحی می شود. من یک خارجی در مهندسی عمران هستم و نمی توانم توضیحات دقیق تری ارائه کنم. یک ضرب المثل دارم: فناوری از زندگی سرچشمه می گیرد و در نهایت فناوری باید در خدمت زندگی باشد. امروز، اجازه دهید در مورد فرمول های محاسباتی خاص بحث نکنیم، بلکه در عوض در مورد سناریوهای روزمره صحبت کنیم تا ببینیم مشاهدات و خلاصه های من درست هستند یا خیر.
خانه من در دامنه جنوبی کوه اسنو پیک در مرکز هونان واقع شده است، جایی که فصول آن متمایز است. زمین در هونان در جنوب بالاتر و در شمال پایین تر است. در زمستان باد از سمت شمال می وزد و قبل از گرم شدن کره زمین به عنوان باد سرد گزنده توصیف می شد. وقتی جوان بودم، «ماه هفتم، پسران گاو را ببین که در یال مزرعه راه میروند» (یک عبارت گویش محلی) زمانی را مشخص میکرد که هوا شروع به سرد شدن کرد و صبحها و عصرها میتوانستیم کت بپوشیم. علف های کنار جاده از قبل با شبنم پوشیده شده بود و تا اواسط پاییز، علف ها شروع به یخ زدگی می کردند. ضرب المثلی هست که می گوید: «بعد از پاییز، ملخ ها مثل بادمجان یخ زده اند». در اکتبر قمری، باد شمالی زوزه میکشید و باران یا برف میبارید - گاهی دانههای برف (برف خالص)، گاهی برف (برف مخلوط با باران)، یا باران یخزده (بارانی که در هوا یخ میزد). آب در گودال های کوچک یا مسیرهای حیوانات در کنار جاده یخ می زد. برخی از گودال ها از کفش کوچکتر بودند و با پا گذاشتن روی آنها با نوک یا پاشنه پا شکسته می شدند. اما وقتی یخ ضخیمتر شد و دیگر نمیتوان شکست، حتی با یک ضربه محکم، یخ به اندازه کافی برای اسکیت روی حوضها غلیظ بود. یک روش عامیانه قضاوت این است که اگر کودکان بتوانند روی یخ راه بروند اما بزرگسالان نتوانند آن را بشکنند، بزرگسالان نیز می توانند روی یخ راه بروند.
بعدها، به دلیل گرم شدن آب و هوا، از دهه 1990، اسکیت سواری روی استخرها غیرممکن شد زیرا یخ دیگر به اندازه کافی ضخیم نیست. قبلاً فکر میکردم سرمای کافی را تجربه کردهایم، اما پس از کار و سفر به شمال شرقی، بالاخره متوجه شدم که یخ و برف واقعی در آنجا چیست، حتی ماشینها نیز میتوانند در رودخانههای یخ زده رانندگی کنند. هر وقت فرصت پیدا می کنم به رودخانه ها یا دریاچه های یخ زده می روم و این صحنه مرا به دوران کودکی ام می برد. در زیر عکسی است که در حین یک سفر کاری در سال 2017 در نزدیکی هتلم در چانگچون گرفته ام. آیا مردم محلی می توانند تشخیص دهند که اینجا کجاست؟
همچنین، ما اغلب تابلوهای حامل وزن پل را در کنار بزرگراه ها می بینیم. برخی از پل های کوتاه فقط وزن محور را نشان می دهند، در حالی که پل های بلندتر هم وزن محور و هم وزن کل خودرو را نشان می دهند. در بزرگراهها و بزرگراههای مرتفع، حتی بزرگترین کامیونها نیز میتوانند بدون مشکل عبور کنند، اما در روگذرهای شهری، کامیونها اغلب ممنوع هستند.
در مرحله بعد، بیایید علائم سایش زمین را که توسط وسیله نقلیه آزمایشی مورد استفاده شرکت ما باقی مانده است، مقایسه کنیم. سیستم چرخ خودرو از چرخ های نایلونی مورب و چرخ های محرک مورب تشکیل شده است.
در تصویر بالا، چرخهای نایلونی سختتر از چرخهای پلیاورتان هستند و عرض کمتری دارند، بنابراین آسیب قابل توجهی به زمین وارد میکنند و آسیبهای لهشدگی قابلتوجهی را نشان میدهند. اما آیا این لزوما به معنای ناکافی بودن ظرفیت باربری زمین است؟ در نتیجه، آیا هنگام ارزیابی ظرفیت باربری تحت تأثیر سایر عوامل تداخلی قرار می گیریم؟
در زیر تعاریف استحکام و سختی از دایره المعارف بایدو برای مرجع آورده شده است.
1. تعاریف مختلف: استحکام به توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر شکست تحت نیروهای خارجی از جمله مقاومت کششی، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی اشاره دارد. این مربوط به این است که آیا ماده می تواند یکپارچگی را حفظ کند و از شکستگی یا تغییر شکل بیش از حد در هنگام بارگذاری جلوگیری کند. از سوی دیگر، سختی توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر نفوذ یک جسم سخت روی سطح آن است، مانند سختی Mohs یا سختی برینل.
2. اشیاء تحقیقاتی مختلف: استحکام توزیع نیروی داخلی، سازماندهی سازه، تغییر شکل و ویژگی های شکست مواد تحت نیروهای خارجی را مطالعه می کند. بر قابلیت اطمینان و پایداری مواد در هنگام تحمل بارها تمرکز دارد. سختی در درجه اول تغییر سطح ماده را هنگامی که یک جسم سخت به آن نیرو وارد می کند مطالعه می کند.
3. روش های مختلف اندازه گیری: استحکام از طریق آزمایش های استاتیکی، آزمایش های کششی و سایر روش ها با استفاده از نمونه های استاندارد اندازه گیری می شود. روشهای اندازهگیری سختی بسته به نوع سختی متفاوت است، از جمله فشار استاتیک، آزمایشهای خراش، آزمایشهای برگشتی و موارد دیگر، مانند تستهای سختی میکروسختی یا سختی در دمای بالا.
نقاط مشترک بین استحکام و سختی:
1. هر دو شاخص مهمی از خواص فیزیکی یک ماده هستند که منعکس کننده مقاومت آن در برابر نیروهای خارجی هستند. استحکام معمولاً حداکثر تنشی را که یک ماده می تواند قبل از تغییر شکل یا شکستن تحمل کند، توصیف می کند، در حالی که سختی توانایی آن را برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک موضعی (مانند خراش یا فرورفتگی) می سنجد.
2. استحکام و سختی هر دو بر عملکرد و عمر مفید مواد در کاربردهای دنیای واقعی تأثیر میگذارند. مواد با استحکام بالا برای اجزای سازه ای که باید بارها یا ضربه های سنگین را تحمل کنند، مانند پل ها، ساختمان ها و تجهیزات هوافضا مناسب هستند. مواد با سختی بالا برای کاربردهای مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر سایش، مانند ابزارهای برش، یاتاقان ها و ابزار دقیق مناسب هستند.
3. استحکام و سختی هر دو تحت تأثیر ریزساختار داخلی یک ماده هستند. به عنوان مثال، اندازه دانه، محتوای ناخالصی و ساختار مرزی دانه در مواد فلزی همگی بر استحکام و سختی آنها تأثیر می گذارد. با اندازه گیری استحکام و سختی می توان به طور غیر مستقیم ساختار و کیفیت داخلی مواد را درک کرد.
به عنوان مثال، یخ و فولاد هر دو سخت هستند، اما فولاد قوی تر است.
