تراکم پذیری و تحکیم خاک

تراکم پذیری و تحکیم خاک چه هستند؟
«تراکم پذیری خاک» (Soil Compressibility) یا تحکیم پذیری خاک، توانایی خاک در کاهش حجم، هنگام اعمال بارهای فشاری است.

«تحکیم خاک» (Soil Consolidation)، تراکم خاک اشباع تحت فشار ثابت است.

تراکم پذیری و تحکیم، از ویژگی های بسیار مهم خاک در طراحی سازه های عمرانی هستند. در طراحی سازه ها، معمولا از نرخ تحکیم و میزان تحکیم کل استفاده می شود.

از دلایل تحکیم خاک بر اثر فشار می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تراکم ذرات و آب درون حفره ها.
• تراکم ذرات و خروج هوا از درون حفره ها.
• خروج آب از درون حفره ها.

نرخ تحکیم به نفوذپذیری خاک ها بستگی دارد. تحکیم اغلب برای ارزیابی خاک های ریزدانه مانند رس و لای مورد استفاده قرار می گیرد.

البته خاک های درشت دانه مانند شن و ماسه نیز متراکم می شوند. با این وجود، به دلیل نفوذپذیری بالای این خاک ها، تحکیم آن ها با نرخ بالایی رخ می دهد.

در طرف مقابل، به دلیل نفوذپذیری پایین رس اشباع، تحکیم آن با نرخ بسیار پایینی صورت می گیرد.

در اغلب موارد، فرآیند تحکیم با تراکم اشتباه گرفته می شود. تراکم، چگالی خاک اشباع نشده را با کاهش حجم هوای موجود در حفره ها افزایش می دهد.

در حالی که تحکیم، با خروج مقداری از آب موجود در حفره ها، باعث افزایش چگالی خاک اشباع می شود. تحکیم دارای سه مرحله زیر است:

«شروع تحکیم» (Initial Consolidation):
کاهش حجم ناشی از تراکم ذرات، تراکم هوا و خروج هوا در لحظه اعمال فشار است. در خاک های اشباع، این کاهش حجم فقط به دلیل تراکم ذرات جامد رخ می دهد.

«تحکیم اولیه» (Primary Consolidation):
کاهش حجم ناشی از خروج آب است. در خاک های اشباع، فشار آب منفذی در برابر بارگذاری اولیه مقاومت می کند. سپس، به دلیل تغییر در شیب هیدرولیکی (مطابق با قانون دارسی)، آب به سمت بیرون حفره ها جریان می یابد.

«تحکیم ثانویه» (Secoundary Consolidation):
کاهش حجم نهایی خاک، پس از به صفر رسیدن فشار هیدرواستاتیک اضافی و تکمیل تحکیم اولیه است. تحکیم ثانویه با نرخ بسیار پایینی رخ می دهد.