تحقیق مقاله خاک

مکانیک خاک :

علمی که به نام مکانیک خاک مشهور است هدف تعیین واقعی تر مقادیر ظرفیتهای ایمن تاب فشاری خاکها را در حالات خاص دنبال می کند و اگر از این علم به طور منطقی و عقلانی استفاده شود می توان مقاومتهای خاک را دقیقتر از آنچه که از جداول استخراج می گردد و یا با فرو کردن پاشنه کفش در ته گودال پی حاصل
می گردد برآورد نمود. اما نباید تصور کرد که مکانیک خاک یک علم دقیق است و در جوابهایش جای هیچگونه تردیدی نیست. مکانیک خاک هرگز نمی تواند ظرفیت دقیق تاب فشاری یک خاک واقعی را به دست دهد زیرا که خواص فیزیکی تمام خاکهای واقعی در محل ساختمان نقطه به نقطه چه در سطح و چه در عمق تغییر می کند مکانیک خاک فقط می تواند بگوید که مقاومت حجم کوچکی از خاک که به عنوان نمونه از عمق معینی و از گمانه معینی برداشت شده است چقدر است مقاومت خاکهای سایر قسمتهایی که فقط چند متر دورتر نه ممکن است از مقاومت نمونه هابیشتر و یا کمتر باشد به عبارت دیگر در مورد خاک نمی توان گفت که مشت نمونه خروار است.

در نتیجه شیفتگی و پر بها دادن به مکانیک خاک بی فایده است تعیین مقدار متوسط نتایج آزمایش نیز عملاً بی فایده است زیرا که این عمل عیناً مشابه اینست که نتایج ضعیف تر (نقطه ضعف خاک) صرفنظر گردد. در کاربرد نتایج آزمایشات باید هوشیارانه از قضاوت خودمان استفاده نمائیم زیرا که خاک ها در وضعیت طبیعی خود چنان متغییرند و این تغییرات چنان دامنه وسیعی دارد که فی الواقع یک جواب واقعی برای ظرفیت مجاز تاب فشاری موجود نمی باشد و اگر در هر مطالعه خاکی وانمود شود که مسئله ساده است و عاری از هر گونه سردرگمی می باشد بی شک نتایج حاصله به علت بی توجهی به علم بی ارزش خواهد بود و در واقع مکانیک خاک چه می گوید و چگونه باید از زمین نمونه برداری نمود و چگونه این نمونه ها را در آزمایشگاه آزمایش کرد و نتایج حاصله از آزمایشات چه معنی و مفهومی دارند سپس تعداد مثال طراحی پی ها را بررسی و مختصری از آزمایش و نوع پی ها و ظرفیت مجاز تاب فشاری و غیره که تمام این در ارتباط با خاک بوده.

بررسی مختصر محلی :

به فرض این که می خواهیم برای ساختمانی در محلی پی طراحی کنیم و می دانیم که خاک از نظر مشخصات یکنواخت می باشد و تا عمق قابل ملاحظه ای بدون تغییر امتداد یافته است اگر قبلاً تجربه ای با این نوع خاک داشته باشیم ممکن است قادر باشیم از خیس آن و ظاهرش قضاوت کنیم که چند کیلو نیوتن بر متر مربع بار را به طور ایمن تحمل خواهد کرد به عنوان مثال می توان انتهای مدادی را در یک خاک رس نرم که تاب فشاری آن 100Rn/m2 و (1/02kg/cm2) می باشد به راحتی فرو برده و برای فرو بردن همان مداد در خاکی با ظرفیت 2  00kn/m2 فشار قابل ملاحظه ای لازم است و برای فرو بردن مداد در خاکی با مقاومت 4  00kn/m2 دچار اشکال زیاد می شود.

اما موضوع این روشها به طور در انگشتن برای آدمی که تجربه قابل ملاحظه ای ندارد و دارای مفهوم چندانی نیست فقط وقتی که شما قبلاً با تعدادی از انواع رس سر و کار داشته اید می توانید در تعیین مقاومت سایر خاکها با روش قیاسی از قضاوت خود مطمئن باشید. حتی در این صورت احتمال اشتباه بسیار است و این روشها در بهترین وجه خود فقط یک روش تقریبی می باشد.

مختصری از تئوری رفتاری خاک در پی سازی :

با توجه به توضیحات قبل که خاک مرکب از ذراتی به اندازه های متفاوت می باشد توضیح داده شد که خاک رس در واقع ذرات بسیار ریز و ماسه شن و سنگ ریزه ذرات درشت ترند ماده متشکله دیگر تمامی خاکها میزان متاوتی از آب می باشد که درباره اهمیت آن در بخش قبل بیشتر صحبت شده است به زبان ساده مقاومت خاک از دو منبع سرچشمه می گیرد که یکی چسبندگی 1) و دیگر اصطکاک. 2) می باشد خاکهای رس واقعی چسبنده هستند یعنی این که چسبناک هستند ولی زبر و ریگ مانند نیستند شنها خشک اصطکاکی هستند یعنی این که ذرات روی یکدیگر سائیده می شوند ولی به همدیگر نمی چسبند از دید علم محض حتی در خاک رس قسمت عمده مقاومت خاک ناشی از اصطکاک بین ذرات بسیار ریز می باشد و اتصال مصالح به یکدیگر در اثر کشش سطحی. 3) حاصل از آب درونی. 4) خاک می باشد که فضاهای بین ذرات را پر می کند فی الواقع می توان استدلال کرد که تماس اصطکاکی بین ذرات از جذب ذرات به طرف یکدیگر به علت کششهای ناشی از آب درونی حاصل
می گردد موضوع رفتار آب درونی در بخش دیگر بررسی شده است به هر صورت برای منظور حاضر ما احتیاجی به پرداختن به این گونه مسائل نیست نکته با اهمیت اینست که بدانیم خاکها به ویژه خاک رس از ذرات ریز تشکیل شده اند و مقاومت حاصل از مجموع اثرات اصطکاک و کششهای آب درونی را به طور کلی چسبندگی می نامیم
می توان خواص چسبندگی و اصطکاکی را به شکل معادله زیاضی بیان کرد و برای انجام این کار دلایل زیادی می توان ارائه کرد اولین امتیاز این کار در اینست که
می توان مقاومت هر خاک معینی را برحسب خواص چسبندگی و اصطکاک آن بیان کرد بیان غیر ریاضی مقاومت خاک مثلاً به صورت این که گفته شود رسهای لای ای که دارای هر دو مقاومت چسبندگی و اصطکاک هستند دارای فلان درصد چسبندگی به اضاه فلان درصد اصطکاک هستند بسیار ناجور و نامناسب است در حقیقت مقاومت اصطکاکی خاک بر حسب شار در عمق مورد نظر تغییر می کند این تغییرات را به سهولت می توان با معادله ریاضی بیان کرد دومین امتیاز بیان ریاضی خواص خاک به شرح زیر است آزمایشاتی که در آزمایشگاه انجام می دهیم نتایجی به ما می دهد که برای استفاده آنها در محاسبات باید سهم چسبندگی و سهم اصطکاک در مقاومت کلی خاک از یکدیگر جدا شوند و این کار احتیاج به مقداری دستکاری دارد همین که در ذهن خودتان ایده جدا کردن مصنوعی اصطکاک را از چسبندگی قبول کردیم محاسبه مقاومتهای خاک در تمام وضعیت های عادی بسیار ساده خواهد شد البته بدیهی است که نمی توان درست مشابه گردوئس که می توان مغزش را از پوسته اش جدا کرد یک خاک رس لای ای را اختیار کرد و اصطکاک آن را از چسبندگی آن جدا کرد ولی
می توانیم این خواص را به طور ریاضی از یکدیگر جدا کنیم و این برای کار خیلی مناسب می باشد و ساده تریم شکلی که یک پی می تواند بدان گونه مفهوم شود نشان می دهد این دیاگرام تمامی واقعیت را نشان نمی دهد ولی اقلاً مهمترین قسمت آن را نشان می دهد پی قسمتی از خاک را که به شکل یک گره مثلثی است در زیر خود می فشارد و این درست مثلثی شکل از برف در جلوی پارو جمع شده و رانده می شود. بنابراین ذرات خاک در داخل مثلث نسبت به ذرات مجاور در خارج از محدود مثلث به طرف پائین رانده می شوند تنها واکنشهائی که مانع فرو رفتن بیشتر پی و قسمت مثلثی شکل خاک می گردد.