مسائل مکانیک خاک چه هستند؟
از پرکاربردترین مسائل مکانیک خاک می توان به نشست فونداسیون، پایداری شیب و فشار جانبی اشاره کرد. در ادامه، به معرفی هر یک از این موارد می پردازیم.
نشست خاک چیست؟
نشست، حرکت رو به پایین زمین بر اثر اعمال بار از فونداسیون و تحکیم خاک است. این پدیده، به عنوان یک عامل مهم در طراحی فونداسیون در نظر گرفته می شود.
از دلایل اصلی شکست می توان به موارد زیر اشاره کرد:
نشست از مجموع نشست آنی، تحکیم اولیه و تحکیم ثانویه به دست می آید.
نشست آنی خاک چیست و چگونه محاسبه می شود؟
نشست آنی یا ارتجاعی، با شروع اعمال بار یا در باز ای هفت روزه پس از اعمال بار رخ می دهد. خاک های بدون چسبندگی و رس زهکشی نشده اغلب در معرض این نوع نشست قرار می گیرند.
تمام خاک های دانه ریز (رس و لای) با میزان زهکشی کمتر از 90 درصد و خاک های دانه درشت با ضریب نفوذپذیری بالا (مثلا بالای 10.2 متر بر ثانیه)، از نظر احتمال رخ دادن نشست آنی آزمایش می شوند.
نشست تحکیم خاک چیست و چگونه محاسبه می شود؟
نشست تحکیم، به زمان بستگی دارد و ماه ها یا سال ها (معمولا 3 تا 10 سال) پس از ساخت سازه رخ می دهد.
برج کج پیزا پس از 700 سال تحکیم به شکل امروزی درآمد. در اکثر موارد، خاک های ریزدانه زهکشی شده در معرض این نوع نشست قرار می گیرند. در این خاک ها، تخمین احتمال نشست تحکیم و زمان رخ دادن آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
نشست تحکیم ثانویه خاک چیست و چگونه محاسبه می شود؟
نشست تحکیم ثانویه یا خزش، زمانی رخ می دهد که آرایش ذرات خاک تحت تنش موثر ثابت به طور پیوسته تغییر کند و به یک پیکربندی پایدار برسد. این نوع نشست معمولا در رس های خمیری و رس های آلی رخ می دهد.
پایداری شیب خاکی چیست؟
پایداری شیب، یکی از مسائل رایج در طراحی سازه های خاکی است. این مسائل با تحلیل استایک و دینامیک پایداری شیب سدهای خاکی، خاکریزها، شیب های حفاری شده و شیب های طبیعی سر و کار دارند.
پایداری شیب خاکی با مقاومت برشی آن ارتباط مستقیم دارد. در صورتی که پیوند بین ذرات خاک ضعیف یا بار اعمال شده بر روی آن زیاد باشد، شکست برشی در شیب رخ می دهد.
روش های مختلفی برای تحلیل پایداری شیب و محاسبه پارامترهای مقاومتی مرتبط با آن وجود دارد. این روش ها به انواع تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم بندی می شوند.
نرم افزار Slide، یکی از پرکاربردترین ابزارهای کامپیوتری تحلیل پایداری شیروانی های خاکی است.
فشار جانبی خاک چیست؟
فشار جانبی، فشاری است که توسط خاک در راستای عمود بر جاذبه به سازه اعمال می شود.
به دلیل تأثیر مستقیم فشار جانبی بر روی نحوه تحکیم و مقاومت خاک، این پارامتر در طراحی سازه هایی نظیر دیوار حائل، تونل، فونداسیون عمیق، گودبرداری و سازه نگهبان مورد استفاده قرار می گیرد.
فشار جانبی خاک در دیوار حایل می تواند باعث ایجاد سه نوع تنش شود: