تبلیغات
مهندسی عمران - مکانیک خاک (1)
مهندسی عمران

لینکدونی

آرشیو

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

مکانیک خاک (1)

مکانیک خاک

مکانیک خاک شاخه‌ای از مهندسی[۱] است که به توضیح رفتار خاک می‌پردازد. علم مکانیک خاک متفاوت از مکانیک سیالات و مکانیک اجسام صلب است به این دلیل که خاک محیطی است ناهمگون و متشکل از سیالات (معمولا هوا و آب) و ذرات گوناگون (معمولا رس، ماسه یا شن) یا گاهی مواد آلی، مایعات، گازها و ....[۲][۳][۴][۵] مکانیک خاک، مانند مکانیک سنگ، پایهٔ علمی لازم برای تحلیل و طراحی در مهندسی خاک و پی، یکی از زیرشاخه‌های مهندسی عمران، را فراهم می‌کند.[۶] مکانیک خاک برای تحلیل تغییر شکل‌ها، یا حرکت سیالات در سازه‌های طبیعی یا ساختگی (دست‌ساز بشر) که از خاک ساخته شده‌اند یا زیربنای خاکی دارند و یا سازه‌هایی که در زیرخاک مدفون شده‌اند بکار می‌رود.[۷] مانند پی ساختمان‌ها و پل‌ها، دیوارهای حائل، سدها و سامانهٔ خطوط لولهٔ مدفون در زمین. اصول مکانیک خاک در دیگر رشته‌های مهندسی مانند مهندسی زمین‌شناسی، خاک، سازه‌های دریایی، کشاورزی، هیدرولوژی و رشته فیزیک خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ذرات تشکیل‌دهندهٔ خاک و چگونگی ایجاد آن‌ه

تشکیل

اولین دلیل تشکیل خاک، هوازدگی سنگ است. تمام انواع سنگ‌ها(سنگ‌های دگرگون، آذرین و رسوبی) به قسمت‌های کوچکتر برای تشکیل خاک تقسیم می‌شوند. هوازدگی بر سه نوع است: هوازدگی فیزیکی، هوازدگی شیمیایی و هوازدگی زیستی.[۲][۳][۴] فعالیت‌های بشری مانند حفاری، انفجار[۸] (مثلا انفجار سنگ‌ها برای ساخت تونل) و ازبین بردن مواد پسماند، نیز ممکن است باعث تولید خاک شود. با گذشت بازه‌های زمین‌شناسی خاک‌های دفن‌شده در اعماق زمین ممکن است در اثر دما و فشار بسیار بالا، به سنگ‌های دگرگون یا رسوبی تغییر پیدا کنند و اگر ذوب شوند و دوباره سخت شوند، آنگاه یک چرخه کامل زمینی را طی کرده‌اند و به سنگ آذرین تبدیل شده‌اند.[۴]

هوازدگی فیزیکی شامل مراحلی مانند: تاثیرات دما بر روی سنگ، یخ‌زدگی و ذوب شدن مجدد آب در ترک‌های سنگ، اثرات باران و باد می‌شود.
هوازدگی شیمیایی شامل تجزیهٔ مادهٔ تشکیل‌دهندهٔ سنگ و تبدیل آن به کانی (مادهٔ معدنی) دیگر می‌باشد. مثلا معادن رس می‌توانند از هوازدگی فلدسپار که متداول‌ترین کانی در سنگ‌های آذرین است تشکیل شده باشد.
متداول ترین کانی تشکیل‌دهندهٔ لای و ماسه، کوارتز است که آن را سیلیس نیز می‌نامند و نام شیمیایی آن سیلیس یا اکسید سیلیسیم است. دلیل اینکه فلدسپار بیشتر در سنگ‌ها یافت می‌شود و سیلیسیم در خاک‌ها، این است که فلدسپار حل‌شدنی‌تر از سیلیس است.
لای، ماسه و شن، در اصل تکه‌های کوچک سنگ‌های خردشده‌اند.
براساس اتحادیهٔ دسته‌بندی انواع خاک[۹]، اندازهٔ ذرات لای بین ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۰۷۵ میلی‌متر و بزرگی ذرات ماسه بین ۰٫۰۷۵ تا ۴٫۷۵ میلی‌متر می‌باشد.
دانه‌های شن که تکه‌های خردشده سنگ‌اند اندازه‌ای بین ۴٫۷۵ تا ۱۰۰ میلی‌متر دارند.
دانه‌های بزرگتر از شن را خرده‌سنگ و تخته‌سنگ می‌نامند.[۲][۳]

توزیع بزرگی دانه‌ها

نوشتار اصلی: دانه‌بندی خاک

خاک از مخلوطی از ذرات با اندازه‌ها، شکل‌ها و کانی‌های مختلف تشکیل شده‌است. از آنجایی که اندازه دانه‌های خاک آشکارا بر رفتار خاک تاثیر می‌گذارد از اندازه دانه‌ها و نحوه توزیع اندازه‌های مختلف دانه‌های خاک در دسته‌بندی انواع خاک استفاده می‌شود. توزیع اندازه دانه‌ها نسبت حضور دانه‌ها با اندازه‌های مختلف در خاک را نشان می‌دهد و اندازه دانه‌ها معمولا در نموداری تجمعی نمایش داده می‌شود مثلا درصد دانه‌های کوچکتر از یک اندازه مشخص را بدست می‌دهد. بزرگی دانه D۵۰ به معنی اندازه‌ای است یا بزرگی دانه‌ای است که ۵۰٪ دانه‌های نمونه خاک از آن کوچکتر است. رفتار خاک بخصوص میزان توانایی خاک در هدایت آب از اندازه دانه‌ها به ویژه دانه‌های کوچکتر تاثیر می‌گیرد به همین دلیل عنوان اندازه موثر به D۱۰، اندازه‌ای که ۱۰٪ دانه‌های خاک از آن کوچکترند، داده شده‌است.

خاکی که دارای محدودهٔ دانه‌بندی وسیع با توزیع ملایم است، خاک خوب‌دانه‌بندی شده می‌نامند. اگر عمدهٔ دانه‌های نمونهٔ خاک، محدودهٔ باریکی از اندازه‌ها باشند آن خاک را یکنواخت دانه‌بندی شده می‌نامیم. اگر در منحنی دانه‌بندی خاک فاصله‌های خالی (دارای گسستگی) بود مثلا اگر در یک نمونه خاک مخلوطی از دانه‌های شن (دانه‌های درشت) و دانه‌های بسیار ریز باشد در این حالت یک فضای خالی یا گسستگی در منحی خاک وجود خواهد داشت زیرا که یک سری از اندازه دانه‌ها در منحنی دانه‌بندی وجود نخواهند داشت. این نوع خاک و خاک با دانه‌بندی یکنواخت هر دو را خاک‌های بددانه‌بندی شده می‌نامیم. روش‌هایی برای اندازه‌گیری توزیع اندازه دانه‌ها در خاک وجود دارد، در روش سنتی که در مهندسی خاک از آن‌ها استفاده می‌شود استفاده از الک و آزمایش آب‌سنجی است.

آزمایش الک

الک‌های مورد استفاده در آزمایش دانه‌بندی خاک

معمول است که برای بدست آوردن توزیع اندازه دانه‌های شن و ماسه از آزمایش الک استفاده شود. روند این کار در ASTM C 136 توضیح داده شده‌است. برای این کار از دسته‌ای از الک‌ها که سوراخ‌های کف آن‌ها دارای اندازه دقیق و مشخص است و این شبکه بندی کف الک به کمک سیم صورت گرفته‌است استفاده می‌شود. به این ترتیب که مجموعه الک‌ها را بر روی هم قرار می‌دهند، الک با سوراخ‌های بزرگتر در بالا و الک‌های ریزتر را در پایین قرار می‌دهند پس از آن خاک خشک که تمام کلوخه‌های آن شکسته شده و تنها دانه‌های خاک در آن حضور دارد را بر روی الگ بالایی می‌ریزند و الک را برای مدت معلومی (استاندارد) تکان می‌دهند تا دانه‌های خاک از آن عبور کند واضح است که دانه‌های با اندازه کوچکتر از سوراخ‌های الک عبور می‌کنند و دانه‌های بزرگتر بر روی سیم‌های الک باقی می‌مانند. این روش برای دانه‌های درشت‌تر خاک منطقی است ولی برای دانه‌های کوچکتر از یک حدی مناسب نیست زیرا دانه‌های بسیار ریز خاک به یکدیگر می‌چسبند و درنتیجه روش الک دیگر جواب‌های مناسبی نخواهد داشت. اگر میزان دانه‌های ریز خاک زیاد باشد ممکن است مجبور شویم اول از روی خاک و دانه‌های خشن آن آب عبور دهیم و پس از شسته شدن ذرات بزرگتر و از بین رفتن کلوخه‌ها، شروع به الک کردن کنیم.

مجموعه‌ای از الک‌های با اندازه‌های مختلف در دسترس است. مرز میان ماسه و لای به دلخواه انتخاب می‌شود. مطابق سامانه اتحادیه دسته‌بندی خاک برای جداکردن ماسه از شن از الک شماره 4# (۴ سوراخ در اینچ) استفاده می‌شود اندازه سوراخ‌های این الک ۴٫۷۵ میلی‌متر می‌باشد و برای جدا کردن ماسه از لای و رس از الک شماره 200# که اندازه سوراخ‌های آن ۰٫۰۷۵ میلی‌متر است استفاده می‌شود. مطابق استاندارد انگلیسی ۰٫۰۶۳ میلی‌متر مرز میان ماسه و لای و ۲ میلی‌متر مرز میان ماسه وشن است.[۴]

آزمایش آب‌سنجی

برای دسته‌بندی خاک‌های ریزدانه، دانه‌های ریزتز از ماسه، از حدود اتربرگ آن‌ها استفاده می‌شود و نه از اندازه دانه‌ها. اما اگر برایمان مهم باشد که اندازه دانه‌ها و توزیع آن‌ها را نیز بدانیم آزمایش هیدرومتری روش کارآمدی برای این منظور است. به این ترتیب که مخلوطی از دانه‌های خاک را در آب می‌ریزیم و مخلوط رقیق آب با دانه‌های معلق خاک را در یک شیشه استوانه‌ای می‌ریزیم و استوانه آب را برای مدت طولانی رها می‌کنیم تا دانه‌های معلق خاک دیگر در آب حرکت نکنند. در این حالت از یک آب‌سنج برای اندازه‌گیری چگالی دانه‌های معلق به عنوان تابعی از زمان استفاده می‌شود. برای دانه‌های رس ممکن است چند ساعت طول بکشد تا در آب آرام شوند و برای دانه‌های ماسه چند ثانیه کافی باشد. مباحث تئوری این موضوع و رابطه میان سرعت ته‌نشینی ذرات و اندازه آن‌ها در قانون استوکس بیان شده‌است. جزئیات آزمایش آب‌سنجی در ASTM گفته شده‌است.

برخی ذرات رس ممکن است هرگز در آب آرامش نیابند، این رویداد به دلیل حضور حرکت‌های برانی در آب است. این دسته از دانه‌های خاک در گروه کلوئیدها قرار می‌گیرند.

انتقال

خاک یا خرده سنگ‌هایی که در اثر عوامل مختلف در مقابل سنگ تولید شده‌اند (رسوب کرده‌اند)، تحت تاثیر فرایند انتقال قرار می‌گیرند، بخشی از آنها از مقابل سنگی که از آن تشکیل شده‌اند کنار می‌روند و توسط عوامل مختلف از محل دور می‌شوند و گروهی در همان جا که سنگ مادر قرار داشت باقی می‌مانند. آن دسته که آنحا باقی می‌مانند را خاک پس‌مانده می‌نامند، گرانیت تجزیه شده مثال خوبی از گروه خاک‌های پس‌مانده‌است. سازوکارهایی که باعث جابجایی خاک‌های تولید شده می‌شوند عبارتند از: گرانش زمین، یخ، جریان آب و باد. وزش باد می‌تواند باعث جابجایی ریگ‌های روان و بادرُفت شود. جریان آب بسته به سرعت آن می‌تواند سنگدانه‌های با اندازه‌های مختلف را جابجا کند. بنابراین خاک‌های منتقل شده بوسیله آب را بر اساس اندازهٔ دانه‌های آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند. لای و رس ممکن است در یک دریاچه ته‌نشین شوند و در مقابل شن و ماسه که درشت ترند در بستر رودخانه جمع شوند. خاک‌هایی که در اثر فرسایش بادی ایجاد شده‌اند نیز خود به خود بر اساس اندازه دانه‌ها دانه‌بندی می‌شوند. خوردگی در بستر یخچال‌های طبیعی به اندازهٔ کافی قوی است که بتواند سنگ‌های بزرگ را به اندازهٔ خاک دچار فرسایش کند. خاک‌های جابجاشده در اثر ذوب شدن یخ، خاک‌های خوب‌دانه‌بندی شده هستند و بیشتر اندازه‌های دانه‌ها را در خود جای داده‌اند. گرانش نیز می‌تواند قطعه سنگ‌های بزرگ را به تکه‌های کوچک‌تر خرد کند، این قطعه سنگ‌ها با سقوط از بالای کوه‌ها به سمت زمین در سطح زمین خرد می‌شوند و آنجا تبدیل به خاک می‌شوند، به خاکی که از این طریق ایجاد می‌شود را کوهرُفت می‌نامند.[۲][۳]

ساز و کار انتقال سنگریزه‌ها بیشترین تاثیر را بر شکل دانه‌ها دارد. برای مثل دانه‌هایی که در بوسیله جریان رودخانه منتقل شده‌اند بیشتر گردگوشه‌اند و دانه‌هایی که در اثر عواملی مانند گرانش ایجاد شده‌اند تیزگوشه‌اند.

ترکیبات خاک

کانی‌شناسی

خاک‌های لای، شن و ماسه، براساس اندازه دانه‌هایشان دسته‌بندی می‌شوند. درنتیجه ممکن است در هردسته انواع گوناگونی از کانی‌ها وجود داشته باشد. کانی کوارتز به‌دلیل پایداری زیادی که نسبت به سایر کانی‌ها دارد متداول‌ترین کانی تشکیلردهنده ماسه و لای است. پس از آن، میکا و فلدسپار بیشتر درمیان کانی‌های لای و ماسه یافت می‌شوند. کانی‌های تشکیل‌دهنده شن، معمولا شبیه کانیرهای تشکیل‌دهنده سنگ مادر (سنگی که دچار فرسایش شده) است.

رس بیشتر از کانی‌های مونتموریونیت یا اسمکتیت، ایلیت و کائولینیت یا کائولین تشکیل‌شده‌است. این کانی‌ها تمایل به تشکیل صفحات و لایه‌هایی در بین خود دارند این صفحه‌ها طولی حدود ۷-۱۰ متر تا ۶-۱۰ × ۴ متر و ضخامتی حدود ۹-۱۰ متر تا ۶-۱۰ × ۲ متر دارند و این لایه‌ها سطح مخصوص[۱۰] نسبتا بزرگی دارند. سطح مخصوص (SSA) برابر است با نسبت مساحت دانه به جرم آن. کانی‌های رسی معمولا سطح مخصوصی بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ مترمربع بر گرم دارند.[۴] به دلیل اینکه این سطح مخصوص بزرگ دانه‌های رسی بر خواص شیمیایی، الکتروستاتیکی و اندرکنش‌های واندروالس آن‌ها تاثیر می‌گذارد، رفتار مکانیکی دانه‌های رسی به میزان آب موجود در حفرات خالی خاک و یون‌های موجود در آب حفره‌ای بسیار حساس است.[۲]

کانی‌های خاک از اتم‌های اکسیژن، سیلیسیم، هیدروژن و آلومینیوم به شکل‌های مختلف کریستالی تشکیل شده‌اند. این عناصر به همراه کلسیم، سدیم، پتاسیم، منیزیم و کربن حدود ۹۹٪ دانه‌های جامد خاک را تشکیل می‌دهند.

روابط میان جرم و حجم

نمایش جرم و حجم در فازهای مختلف خاک، شامل دانه‌های جامد، آب و فضای خالی.

برای توضیح روابط میان هوا، آب و دانه‌های جامد خاک روابط زیادی وجود دارد. در این بخش به توضیح برخی از این روابط می‌پردازیم.[۳][۷]

V_a ،V_w و V_s به ترتیب بیانگر حجم آب، هوا و دانه‌های جامد در مخلوط خاک‌اند.
W_a ،W_w و W_s به ترتیب بیانگر وزن آب، هوا و دانه‌های جامد در مخلوط خاک‌اند.
M_a ،M_w و Ms به ترتیب بیانگر جرم آب، هوا و دانه‌های جامد در مخلوط خاک‌اند.
\rho_a ،\rho_w و \rho_s به ترتیب بیانگر چگالی آب، هوا و دانه‌های جامد در مخلوط خاک‌اند.

یادآوری می‌شود که چگالی نسبی برابر است با نسبت چگالی یک ماده به چگالی آب خالص \rho_w = 1 g/cm^3.

چگالی نسبی عبارت است از: G_s = \frac{\rho_s} {\rho_w}
تذکر: وزن مخصوص یا وزن واحد حجم که با نماد \gamma نمایش داده می‌شوذ، از ضرب چگالی \rho در شتاب جاذبه زمین g بدست می‌آید.


چگالی، چگالی توده و چگالی مرطوب \rho، نام‌های مختلف چگالی مجموعه (مخلوط) فازهای مختلف خاک شامل دانه‌های جامد، آب و هوا با هم است، جرم کل شامل جرم دانه‌های جامد و آب تقسیم بر حجم کل شامل حجم دانه‌های جامد، آب و هوا (جرم هوا صفر در نظر گرفته شد.)

\rho = \frac{M_s + M_w}{V_s + V_w + V_a}= \frac{M_t}{V_t}

چگالی خشک، \rho _d، برابر است با جرم بخش جامد خاک بر مجموع حجم بخش جامد و هوا.

\rho_d = \frac{M_s}{V_s + V_w + V_a}= \frac{M_s}{V_t}

چگالی شناور، \rho '، از کم کردن چگالی آب از چگالی مخلوط خاک بدست می‌آید.

\rho ' = \rho\ - \rho _w

\rho _w، چگالی آب است.
درصد رطوبت، w، برابر است با نسبت جرم آب به جرم بخش جامد. به راحتی با وزن کردن نمونه خاک قبل و بعد از قرار دادن آن در کوره، دو وزن خشک و مرطوب خاک بدست می‌آید. روند این کار به خوبی در ASTM توضیح داده شده‌است.

w = \frac{M_w}{M_s} = \frac{W_w}{W_s}

نسبت خلاء، e، برابر است با حجم فضای خالی خاک به حجم دانه‌های جامد آن.

e = \frac{V_V}{V_S} = \frac{V_V}{V_T - V_V} = \frac{n}{1 - n}

پوکی، n، برابر است با نسبت حجم فضای خالی خاک به حجم کل.

n = \frac{V_v}{V_t} = \frac{V_v}{V_s + V_v}= \frac{e}{1 + e}

درجهٔ اشباع، S برابر است با نسبت حجم آب به فضای خالی خاک.

S = \frac{V_w}{V_v}

با توجه به تعریف‌های بالا، برخی روابط پرکاربرد که از طریق عملگرهای جبری بدست می‌آیند عبارتند از:

\rho = \frac{(G_s+Se)\rho_w}{1+e}
\rho = \frac{(1+w)G_s\rho_w}{1+e}
w = \frac{S e}{G_s}

تنش موثر و فشار آب حفره‌ای در صورت بی‌حرکت بودن آب

نوشتار اصلی: تنش موثر

برای فهم مکانیک خاک، لازم است تا بفهمیم تنش و برش بین فازهای مختلف خاک چگونه عمل می‌کنند. گاز و مایع، هیچکدام در مقابل برش از خود مقاومت نشان نمی‌دهند. مقاومت برشی خاک تنها از اصطکاک و چسبندگی بین دانه‌های جامد آن بدست می‌آید. اصطکاک به تنش‌های تماسی میان دانه‌های خاک بستگی دارد. تنش عمودی از طرف دیگر بین بخش مایع و جامد خاک تقسیم می‌شود. حفره‌های هوا در خاک نسبتا قابل فشرده شدن‌اند، بنابراین سهم کمی از تنش را تحمل می‌کنند و اگر این حفره‌ها از آب پر باشند از آنجایی که در مسائل مهندسی فرض این است که آب غیرقابل فشرده شدن است، بنابراین باید برای تحمل فشار، آب از حفره‌های خاک، خارج شود درنتیجه دانه‌های خاک به یکدیگر نزدیک‌تر می‌شوند.

قانون تنش موثر که اولین بار بوسیله کارل ترزاقی معرفی شد بیان می‌دارد که تنش موثر σ' یا متوسط تنش میان دانه‌های جامد خاک را می‌توان بوسیله کم کردن فشار آب حفره‌ای از تنش کل بدست آورد:

\sigma' = \sigma - u\,

که σ تنش کل و u، فشار آب حفره‌ای است. بدست آوردن σ' منطقی به نظر نمی‌رسد. تذکر: تفاوت میان فشار و تنش در اینجا مهم است. فشار در تمام جهت‌ها وارد می‌شود در حالی که تنش در یک نقطه در جهت‌های مختلف می‌تواند مقادیر مختلف داشته باشد. در مکانیک خاک، تنش فشاری و فشار را مثبت و تنش کششی را منفی در نظر می‌گیریم؛ که این قرار داد با قراردادهای موجود در مکانیک جامدات در باره علامت‌های تنش متفاوت است.

تنش کل

تنش کل در یک نقطه در زیر سطح زمین که با نماد \sigma_v نشان داده می‌شود، به طور متوسط برابر است با وزن هرآنچه بالای آن است در یکای سطح. برای مثال تنش عمودی در زیر سطح یک لایه یکنواخت با چگالی \rho و ضخامت H برابر است با:

\sigma_v = \rho g H = \gamma H

که g شتاب جاذبه زمین و \gamma یکای وزن لایه بالایی است. اگر چند لایه از خاک یا آب روی نقطه مورد نظر وجود داشته باشد، تنش عمودی برابر است با مجموع حاصل ضرب‌های ضخامت هر لایه در یکای وزن آن. تنش کل با افزایش عمق و چگالی لایه‌های خاک افزایش می‌یابد.

تنش افقی را نمی‌توان به این روش محاسبه کرد.

فشار آب حفره‌ای

نوشتار اصلی: فشار آب حفره‌ای

حالت ایستایی آب

آب در اثر نیروی کشش سطحی از لولهٔ مویین بالا رفته‌است. فشار آب، u، در بالای سطح آزاد آب (داخل لوله) منفی و در زیر سطح آن مثبت است.

اگر در آب حفره‌ای موجود در خاک (آب موجود در فضاهای خالی خاک) جریانی وجود نداشته باشد در این حالت فشار آب در حالت سکون یا هیدروستاتیک مورد بحث است. سطح آب در عمقی قرار دارد که فشار در آن نقطه برابر با فشار هوای بیرون (محیط) است. در شرایط ایستایی آب، فشار آب به صورت خطی نسبت به عمق زیر سطح آب افزایش می‌یابد:

u = \rho_w g z_w

که  \rho_w چکالی آب و z_w عمق زیر سطح آب است.

پدیدهٔ مویینگی در خاک

اگر یک لولهٔ مویینه را در ظرف آب قرار دهیم، در اثر وجود نیروی کشش سطحی، سطح آب در داخل لولهٔ مویینه بالاتر از سطح آزاد قرار می‌گیرد؛ به همین ترتیب آبی که در خاک وجود دارد در فضای حفره‌های خاک نفوذ می‌کند و از سطح آزاد آب بالاتر می‌رود. در واقع، ممکن است خاکی که در فاصله‌ای بالاتر از سطح آب زیرزمینی قرار دارد در اثر همین پدیده، به صورت موضعی اشباع شود. هرچه در ارتفاع خاک بالاتر رویم از میزان رطوبت خاک کاسته می‌شود. اگر آبی که در فضاهای مویینهٔ خاک وجود دارد حرکت نکند از قانون فشار آب در حالت ایستایی، u = \rho_w g z_w پیروی می‌کند؛ البته باید توجه داشت که z_w در فاصله‌های بالای سطح آزاد آب منفی در نظر گرفته می‌شود. بنابراین فشار ایستایی آب در بالای سطح آزاد آن منفی است. ضخامت ناحیه‌ای که در اثر مویینگی اشباع شده بسته به اندازهٔ فضاهای خالی موجود در خاک دارد (اندازهٔ حفره‌های موجود درخاک) اما معمولا ضخامت این ناحیه حدود چند سانتی‌متر برای ماسه و چند ده متر برای لای و رس است.[۴]

نیروی میان‌دانه‌ای ناشی از کشش سطحی.علت

اینکه چرا آب از یک کاخ ماسه‌ای خیس یا یک توپ رسی مرطوب خارج نمی‌شود را باید در کشش سطحی آب جستجو کرد. فشار منفی آب باعث می‌شود تا آب به دانه‌های خاک بچسبد و دانه‌ها را به سمت یکدیگر هول دهد؛ اصطکاک میان دانه‌های جامد باعث می‌شود تا یک کاخ ماسه‌ای پایدار باشد؛ حال در صورتی که این کاخ مرطوب به زیر سطح آب برده شود فشار منفی آب از بین می‌رود و کاخ فرو می‌ریزد. در رابطهٔ تنش موثر، \sigma' = \sigma - u اگر فشار آب منفی باشد، تنش موثر بزرگتر از صفر می‌شود حتی روی یک سطح آزاد (سطحی که تنش عمودی کل روی آن صفر است). فشار حفره‌ای منفی دانه‌های خاک را به سمت هم هول می‌دهد و میان دانه‌ها نیروی فشاری (دانه به دانه) ایجاد می‌کند.

فشار حفره‌ای منفی در خاک رسی بسیار قوی‌تر از فشار حفره‌ای در ماسه‌است. کاهش حجم خاک پس از ازدست دادن آب و یا تورم خاک پس از بدست آوردن خاک همگی ناشی از وجود فشار آب حفره‌ای در خاک است. این جمع شدگی و تورم خاک می‌تواند آسیب‌های جدی به سازه بویژه سازه‌های سبک و راه‌ها وارد کند.


دسته‌بندی خاک

مهندسان راه و ساختمان براساس آزمایش‌های کاربری که بر روی نمونه‌های به هم ریختهٔ خاک (خشک شده، الک شده یا قالب بندی شده) انجام داده‌اند دانه‌های خاک را دسته‌بندی کرده‌اند. این دسته بندی، تنها اطلاعاتی در مورد خود دانه‌های خاک می‌دهد و در مورد ساختار خاک یا باربری فشاری آن یا اندازهٔ فضاهای خالی میان دانه‌ها یا توزیع رطوبت درون خاک به ما آگاهی نمی‌دهد.

دسته‌بندی دانه‌های خاک

در آمریکا و دیگر کشورها، برای دسته‌بندی خاک معمولا از سامانهٔ متحد دسته‌بندی خاک استفاده می‌شود. دیگر دسته بندی‌ها عبارتند از استاندارد بریتانیا (BS۵۳۹۰) و سامانهٔ دسته‌بندی خاک آشتو.[۴]

یادآوری می‌شود که آشتو بیش‌تر در راه‌سازی کاربرد دارد.

دسته‌بندی ماسه و شن

در سیستم طبقه بندی متحد خاک، شن (با نماد G) و ماسه (با نماد S) براساس اندازهٔ دانه‌ها و توزیع دانه‌بندی دسته‌بندی می‌شوند. در USCS شن به زیرشاخه‌های شن خوب‌دانه‌بندی شده (با نماد GW)، شن بددانه‌بندی شده (با نماد GP)، شن با مقدار زیادی لای (با نماد GM)، شن با مقدار زیادی رس (با نماد GC)، تقسیم می‌شود. این دسته‌بندی برای ماسه نیز دقیقا به همین ترتیب است و ماسه به دسته‌های SM، SP، SW و SC تقسیم می‌شود. ماسه‌ها و شن‌هایی که در آن‌ها مقداری کمی دانه‌های ریز وجود داشته‌باشد و این مقدار قابل صرف‌نظر کردن نباشد در زیرشاخه‌های میانی مانند SW-SC قرار می‌گیرند.

حدود اتربرگ

لای و رس، که اغلب با عنوان خاک ریزدانه از آن‌ها یاد می‌شود، بر اساس حدود اتربرگشان دسته‌بندی می‌شوند؛ حدود اتربرگ عبارتند از حد روانی (با نماد LL یا w_lحد خمیری (با نماد PL یا w_p) و حد جمع‌شدگی (با نماد SL) که حد روانی از سایرین پرکاربردتر است. حد جمع‌شدگی برابر است با میزان آبی که خاک می‌تواند ازدست دهد ولی دچار جمع‌شدگی یا کاهش حجم نشده باشد. (کاهش حجمی که در حالت خشکی دچارش می‌شود.)

دسته‌بندی لای و رس

طبق سامانهٔ متحد دسته‌بندی خاک (USCS)، لای و رس، بر اساس ترسیم مقدار نشانهٔ خمیری و حد روانی خاک بر روی جدول حالت خمیری (صفحهٔ شطرنجی) در دسته‌های مختلف قرار می‌گیرند. خط A بر روی این جدول رس (با نماد C در USCS) را از لای (با نماد M) جدا می‌کند. LL=٪۵۰ خاک با خمیری بالا (با نماد H) را از خاک با خمیری کم (با نماد L) جدا می‌کند. خاکی که ویژگی‌هایش آن را در بالای خط A قرار دهد و LL>٪۵۰ داشته باشد، مثلا، در دستهٔ CH قرار می‌گیرد. سایر دسته‌های موجود برای لای و رس عبارتند از: ML و CL و MH. اگر حدود اتربرگ در ناحیهٔ سایه‌خورده قرار گیرند، در آن حالت خاک در دسته‌های دوگانهٔ CL-ML جای می‌گیرد.

http://subjoypo.strikingly.com/
دوشنبه 3 تیر 1398 02:17 ق.ظ

Cheers, Plenty of write ups.

try it no rx cialis cialis official site prescription doctor cialis cialis 5 mg schweiz cialis 100mg suppliers cialis generique generic for cialis cialis 20 mg effectiveness generic cialis 20mg uk cialis canada
http://enacgi.strikingly.com/
یکشنبه 2 تیر 1398 10:25 ق.ظ

Amazing all kinds of beneficial facts!
cialis 05 cialis sale online cialis diario compra free cialis interactions for cialis cialis pills in singapore click here cialis daily uk purchase once a day cialis how do cialis pills work trusted tabled cialis softabs
Cialis pills
شنبه 1 تیر 1398 07:47 ب.ظ

Nicely spoken of course! !
are there generic cialis i recommend cialis generico low cost cialis 20mg venta de cialis canada cialis tablets cialis 100 mg 30 tablet cialis rezeptfrei sterreich order a sample of cialis online cialis cialis free trial
interactions for cialis
شنبه 1 تیر 1398 02:50 ق.ظ

Cheers. Wonderful stuff.
cialis purchasing low dose cialis blood pressure cialis online brand cialis nl cialis australian price buy cialis online cialis 10 doctissimo tadalafilo buy cialis online nz cialis dosage amounts
cialis for sale
جمعه 31 خرداد 1398 10:38 ق.ظ

Terrific postings. Kudos!
cialis from canada buy cialis online nz viagra or cialis can i take cialis and ecstasy if a woman takes a mans cialis cialis 5 mg effetti collateral canadian cialis cialis prices cialis lilly tadalafi tadalafil
http://ametur.strikingly.com/
پنجشنبه 30 خرداد 1398 06:07 ب.ظ

Very well spoken certainly. .
acquistare cialis internet cialis mit grapefruitsaft cialis without a doctor's prescription miglior cialis generico cialis online nederland click now buy cialis brand we like it safe cheap cialis interactions for cialis generic cialis review uk cialis lilly tadalafi
buy cialis online canada pharmacy
چهارشنبه 29 خرداد 1398 11:50 ب.ظ

Wow lots of useful tips!
cialis australia org price cialis best generic cialis at walmart brand cialis nl cialis 20mg preis cf we recommend cheapest cialis only best offers 100mg cialis cialis canada trusted tabled cialis softabs callus
order cialis online us
چهارشنبه 29 خرداد 1398 07:10 ق.ظ

You've made your point pretty nicely..
wow look it cialis mexico generic cialis at walmart cialis dosage recommendations il cialis quanto costa tadalafil 20mg cialis 10 doctissimo cialis bula cialis 5mg billiger cialis generic cialis cuantos mg hay
Buy generic cialis
سه شنبه 28 خرداد 1398 08:43 ق.ظ

Really lots of very good info!
canadian discount cialis enter site very cheap cialis cialis usa cost cialis 100 mg 30 tablet cialis 20 mg cut in half cialis bula walgreens price for cialis ou acheter du cialis pas cher fast cialis online walgreens price for cialis
http://trolamtea.strikingly.com/
دوشنبه 27 خرداد 1398 05:37 ب.ظ

Fine information. Kudos.
cialis savings card cialis bula non 5 mg cialis generici cialis generico postepay cialis side effects dangers price cialis per pill cialis 5 mg il cialis quanto costa cialis generico lilly cialis prezzo in linea basso
wow look it cialis mexico
دوشنبه 27 خرداد 1398 02:38 ق.ظ

Very well voiced certainly! !
cialis 30 day trial coupon cialis 5 mg para diabeticos generic cialis levitra cialis generico in farmacia only best offers 100mg cialis order cialis from india legalidad de comprar cialis cialis prices in england india cialis 100mg cost cialis kaufen
does cialis work for women
شنبه 25 خرداد 1398 10:59 ب.ظ

Cheers, Useful information.
cialis daily new zealand cialis tadalafil cialis prezzo al pubblico cialis online cost of cialis per pill buy cheap cialis in uk cialis wir preise cialis canadian drugs acheter cialis meilleur pri cialis tadalafil online
http://witena.strikingly.com/
شنبه 25 خرداد 1398 09:03 ق.ظ

Lovely write ups, Thanks!
cialis dosage recommendations how to purchase cialis on line cialis cuantos mg hay cialis sicuro in linea cialis purchasing we recommend cheapest cialis cialis tablets cialis generika viagra cialis levitra the best site cialis tablets
http://sunddersfi.strikingly.com/
جمعه 24 خرداد 1398 07:01 ب.ظ

Thanks a lot. I enjoy it!
tesco price cialis the best site cialis tablets cialis para que sirve canadian drugs generic cialis enter site very cheap cialis low dose cialis blood pressure buying cialis on internet what is cialis cialis rezeptfrei prezzo di cialis in bulgaria
Online cialis
جمعه 24 خرداد 1398 04:21 ق.ظ

You actually expressed that well!
cialis pills miglior cialis generico when can i take another cialis cialis et insomni cialis 20 mg how do cialis pills work tadalafil 5mg price cialis per pill cialis side effects dangers precios cialis peru
Online cialis
پنجشنبه 23 خرداد 1398 02:22 ب.ظ

Very good stuff. With thanks.
cilas we like it cialis soft gel tadalafil 5mg generic cialis at the pharmacy cialis professional from usa only best offers 100mg cialis online prescriptions cialis cialis 100mg suppliers cialis price in bangalore fast cialis online
http://kaubreathin.strikingly.com/
پنجشنبه 23 خرداد 1398 12:42 ق.ظ

Really quite a lot of good information!
cialis coupon buying cialis on internet click now buy cialis brand venta cialis en espaa wow cialis 20 cialis 5 mg effetti del cialis cialis for bph cialis online deutschland click now buy cialis brand
cialisvie.com
سه شنبه 21 خرداد 1398 04:06 ق.ظ

You actually explained this adequately!
cialis canada on line costo in farmacia cialis viagra cialis levitra online cialis are there generic cialis comprar cialis 10 espa241a cialis from canada cialis kaufen wo cialis cuantos mg hay acquistare cialis internet
cialisvie.com
یکشنبه 19 خرداد 1398 10:40 ب.ظ

Nicely put. Many thanks!
calis cialis with 2 days delivery cialis purchasing bulk cialis safe dosage for cialis click here take cialis cialis canada on line cialis daily dose generic buy brand cialis cheap click now cialis from canada
cialisvie.com
شنبه 18 خرداد 1398 05:01 ب.ظ

Thanks. I appreciate it.
only best offers 100mg cialis generic cialis with dapoxetine cialis billig canada discount drugs cialis cialis online napol cialis rckenschmerzen cialis kaufen bankberweisung cialis e hiv cialis authentique suisse cialis generisches kanada
http://old-2014.rsu.edu.ru/students
جمعه 30 فروردین 1398 07:21 ق.ظ
ブランドコピー商品は全部 スーパーコピーブランドです コピーブランド代引き
http://www.ratsgymnasium-bielefeld.de/index.php/kontakt/kontaktformular
جمعه 30 فروردین 1398 07:20 ق.ظ
スーパーコピーブランド販売店,ブランドコピー激安通販店
buy cialis us pharmacy
جمعه 16 آذر 1397 02:38 ب.ظ

Reliable postings. Kudos!
overnight cialis tadalafil we recommend cialis info cialis 30 day sample cialis bula cialis generic availability we like it cialis price cialis price in bangalore comprar cialis navarr cialis online cialis official site
buy generic cialis pills
پنجشنبه 15 آذر 1397 07:32 ب.ظ

Regards. Plenty of info!

cialis canada on line achat cialis en suisse tadalafil 20 mg online cialis cialis coupon prices on cialis 10 mg generic cialis at the pharmacy we choice cialis pfizer india buy brand cialis cheap cialis uk
buy cheap cialis coupon
چهارشنبه 14 آذر 1397 11:57 ب.ظ

Beneficial material. Thanks a lot.
cialis prezzo in linea basso cialis kaufen wo cialis tablets for sale generico cialis mexico cialis tablets australia cialis free trial cialis arginine interactio cialis tadalafil online cialis online nederland dosagem ideal cialis
Cialis generic
چهارشنبه 14 آذر 1397 08:13 ق.ظ

This is nicely put. !
preis cialis 20mg schweiz cialis dosage cialis side effects venta de cialis canada cialis 5mg prix tadalafil 20 mg cialis rezeptfrei comprar cialis 10 espa241a cialis prezzo di mercato generic cialis tadalafil
Cialis 20 mg
سه شنبه 13 آذر 1397 08:41 ب.ظ

Thank you, I appreciate it!
sialis cialis 30 day sample cialis daily cialis 100 mg 30 tablet 5 mg cialis pharmacie en ligne cialis billig cialis coupon trusted tabled cialis softabs safe site to buy cialis online cialis dosage recommendations
buy cheap cialis on line
سه شنبه 13 آذر 1397 09:49 ق.ظ

Thank you! I enjoy it!
cialis from canada how to buy cialis online usa generic cialis pro miglior cialis generico online cialis cialis cost cialis kaufen bankberweisung cialis super acti generic cialis with dapoxetine online cialis
buy generic cialis
دوشنبه 12 آذر 1397 09:58 ب.ظ

Cheers! I value it.
cialis baratos compran uk acheter cialis kamagra price cialis best cialis 20 mg cut in half cialis 200 dollar savings card cialis dose 30mg enter site 20 mg cialis cost cialis daily cialis usa cost acheter du cialis a geneve
buy tadalafil no prescription
دوشنبه 12 آذر 1397 09:20 ق.ظ

Superb facts. Thanks.
acheter cialis kamagra cialis 200 dollar savings card cialis 30 day trial coupon cialis daily cialis price in bangalore cialis 5mg cialis para que sirve tesco price cialis cialis professional yohimbe cialis dose 30mg
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30

درباره وبلاگ

مدیر وبلاگ : reza

آخرین پست ها

جستجو

نویسندگان