مشخصات مکانیکی خاک چه هستند؟
مقاومت برشی (زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی)، مقاومت کششی، تراکم پذیری/تحکیم، ظرفیت باربری و نفوذپذیری/تراوش، از مهم ترین مفاهیم و پارامترهای مکانیک خاک هستند.
در ادامه به معرفی هر یک از این موارد می پردازیم.
مقاومت برشی خاک چیست؟
مقاومت برشی، حداکثر تنش برشی قابل تحمل توسط خاک، پیش از رخ دادن شکست است. شکست در اکثر سازه های خاکی به دلیل اعمال تنش های برشی رخ می دهد.
از این رو، مقاومت برشی، مهم ترین پارامتر مورد استفاده برای طراحی سازه های ژئوتکنیکی به حساب می آید. این کمیت، برای تعیین ظرفیت باربری، طراحی دیوار حایل، پایداری شیب و خاکریزها مورد استفاده قرار می گیرد.
پارامترهای مقاومتی خاک چه هستند؟
مقاومت برشی معمولا توسط دو پارامتر زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی تعریف می شود:
«زاویه اصطکاک داخلی» (Internal Friction Angle):
مقدار این پارامتر از صفر درجه برای رس خالص تا 40 درجه برای لوم ماسه ای تراکم یافته تغییر می کند. زاویه اصطکاک داخلی برای ماسه های سست بین 25 تا 30 درجه است.
«چسبندگی» (Cohesion):
مقدار این پارامتر از حدود صفر برای ماسه سست تا 100 کیلونیوتن بر متر مربع برای ماسه خشک و سخت تغییر می کند.
لوم ماسه ای مرطوب بین 5 تا 15 کیلونیوتن بر متر مربع و رس خمیری مرطوب بین 10 تا 40 کیلونیوتن بر متر مربع چسبندگی دارد.
زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی به عنوان پارامترهای مقاومتی خاک شناخته می شوند. این پارامترها اهمیت بسیار زیادی در مسائل مکانیک خاک دارند.
انواع شکست برشی خاک کدام هستند؟
حالت های شکست برشی خاک عبارت هستند از:
عوامل موثر بر مقاومت برشی خاک چه هستند؟
عوامل متعددی بر روی مقاومت برشی خاک تأثیرگذار هستند. به طور کلی می توان این عوامل را به پنج گروه ترکیب، حالت، ساختمان، شرایط بارگذاری و تنش محصورکننده خاک تقسیم کرد:
مقاومت کششی خاک چیست؟
مقاومت کششی، توانایی ماده برای مقابله با افزایش طول ناشی از اعمال بارهای محوری است. مقاومت کششی در مسائل مکانیک به ندرت مورد بررسی قرار می گیرد.
با این وجود، این کمیت تأثیر زیادی بر روی نحوه ترک خوردگی سازه های خاکی نظیر شیب ها و سدها دارد. از عوامل موثر بر مقاومت کششی می توان به رطوبت و تراکم خاک اشاره کرد.
تحکیم خاک چیست؟
«تحکیم» (Consolidation)، فرآیندی است که به واسطه آن، تغییر فشار باعث کاهش تدریجی حجم خاک اشباع و افزایش چگالی می شود.
بر اساس تعریف پدر مکانیک خاک (کارل ترزاقی)، هر فرآیندی که باعث کاهش محتوای آب درون خاک اشباع شده بدون جایگزینی هوا با آب خروجی شود، تحکیم نام دارد. این کمیت، از پارامترهای مهم در بررسی نشست زمین به شمار می رود.
مدول حجمی آب بیشتر از مدول حجمی ذرات جامد خاک است. هنگامی که یک خاک اشباع شده در معرض افزایش فشار قرار می گیرد، تغییر فشار توسط آب جذب می شود.
به دلیل عدم تغییر حجم آب در این شرایط، فشار آب منفذی افزایش می یابد و آب شروع به حرکت می کند. با پخش شدن آب از ناحیه تحت فشار (بر اثر تراوش)، ذرات خاک به تدریج تحت فشار قرار می گیرند.
در نتیجه، توده خاک کاهش حجم می دهد. تئوری تحکیم خاک، شباهت بسیار زیادی به معادله نفوذ، مفهوم تنش موثر و هدایت هیدرولیکی دارد.
برخی از منابع، تحکیم را به عنوان تغییر حجم ناشی از تغییر فشار تعریف می کنند. در صورتی که این تعریف می تواند برای تراکم، نشست و آماس (بالاآمدگی) خاک نیز صادق باشد.
در تعریف دقیق تر، تحکیم، تغییر حجم تاخیردار خاک به دلیل تغییر فشار ناشی از حرکت تدریجی آب است.
به منظور ایجاد تمایز بین این تعاریف، مفاهیم تحکیم اولیه (تغییر حجم ناشی از خروج آب) و تحکیم ثانویه (تغییر حجم ناشی از خزش) تعریف شدند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
