خواص مکانیکی خاک کدام هستند؟
رفتار خاک ها در برابر بارگذاری، به خواص مکانیکی آن ها از جمله تنش موثر، مقاومت برشی، ظرفیت باربری و غیره بستگی دارد. در این بخش، به معرفی مهم ترین خواص مکانیکی خاک می پردازیم.
تنش موثر خاک چیست؟
«تنش موثر» (Effective Stress) یا تنش بین ذره ای، نیرویی است که مجموعه ای از ذرات را به صورت صلب در کنار یکدیگر نگه می دارد.
این نیرو معمولاً در موادی نظیر شن، ماسه و به طور کلی خاک ها مشاهده می شود. مطابق با تعریف ترزاقی، تنش موثر، تنشی است که از طریق سطح اتصال ذرات، درون خاک توزیع می شود. رابطه تنش موثر برابر است با:
σ‘=σ−u
در حالت عادی، تنش کل و فشار آب منفذی با استفاده از روابط زیر قابل محاسبه خواهند بود:
σ=Hsoilγsoil
u=Hwγw
مقاومت برشی خاک چیست؟
مقاومت برشی، توانایی تحمل ماده در برابر تنش های برشی است. مقاومت برشی خاک، به اصطکاک ذرات و پیوند سطح اتصال آن ها بستگی دارد.
به دلیل جفت شدن ذرات در ساختمان خاک، کرنش های برشی می توانند باعث انبساط یا انقباض حجم در خاک شوند.
در صورت افزایش حجم بر اثر تنش برشی، چگالی و مقاومت کاهش می یابد.
با توقف انبساط یا انقباض خاک و از هم گسیختن پیوند بین ذرات، منحنی تنش-کرنش تغییر سطح می دهد. به سطحی که در آن با ثابت ماندن تنش برشی و چگالی، کرنش برشی افزایش می یابد، سطح بحرانی، سطح پایدار یا مقاومت باقی مانده می گویند.
«چسبندگی» (Cohesion):
نیرویی که ذرات را در کنار یکدیگر نگه می دارد. چسبندگی با اجرای آزمایش برش مستقیم تعیین می شود.
«زاویه اصطکاک» (Friction Angle):
پارامتری که برای توصیف مقاومت برشی اصطکاکی و تنش موثر مورد استفاده قرار می گیرد. زاویه اصطکاک با استفاده از دایره مور قابل تعیین است.
مقاومت برشی، مهم ترین عامل موثر بر پایداری شیب های خاکی (سد، خاکریز و گود) است.
فشار جانبی خاک چیست؟
«فشار جانبی» (Lateral Pressure)، فشاری است که خاک در راستای افقی اعمال می کند. این ویژگی، بر روی تحکیم و مقاومت خاک ها تأثیر مستقیم دارد.
فشار جانبی، در طراحی سازه هایی نظیر دیوار حایل، حفریات زیرزمینی، تونل، فونداسیون عمیق مورد استفاده قرار می گیرد.
از پارامترهای موثر بر فشار جانبی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ظرفیت باربری خاک چیست؟
«ظرفیت باربری» (Bearing Capacity)، ظرفیت زمین در نگهداری بارهای اعمال شده است. این مفهوم بیشتر برای فونداسیون های خاکی مورد استفاده قرار می گیرد.
به این ترتیب، ظرفیت باربری خاک، حداکثر فشار میانگین بین فونداسیون و خاک است که منجر به شکست برشی نمی شود. ظرفیت باربری، تأثیر زیادی بر روی نشست دارد.
ظرفیت باربری خاک، به پارامترهای برشی (زاویه اصطکاک، چسبندگی) و ابعاد فونداسیون (مخصوصا عمق) بستگی دارد.
نشست خاک چیست؟
جابه جایی رو به پایین زمین بر اثر اعمال بارهای تحکیم کننده خاک، با عنوان «نشست» (Settlement) شناخته می شود.
از پارامترهای موثر بر نشست می توان به موارد زیر اشاره کرد:
مدول الاستیسیته خاک چیست؟
مدول الاستیسته، معیاری برای توصیف سفتی یا صلبیت مواد جامد است. این کمیت، از روی شیب منحنی تنش-کرنش به دست می آید.
مدول الاستیسته خاک، معمولا به منظور تعیین نشست مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به نوع خاک، مدول الاستیسته بین 0.07 (حداقل مدول رس خیلی نرم) تا 27 گیگاپاسکال (حداکثر مدول ماسه لای دار سخت) قرار دارد.
|
|
|
|
| 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.
