• soil-mechanics مکانیک خاک و پی
  • soil-friction-angle محاسبه پارامترهای مقاومتی خاک
  • insitu-stress تنش درجا خاک
  • line-load بررسی شرایط خاک در بارگذاری خطی
  • stress بررسی شرایط خاک در حالت کرنش مسطح
  • Stress-Transformation محاسبه تبدیلات تانسور تنش
  • mohr-circle رسم دایره موهر
  • Lateral-Earth-Pressure فشار جانبی دیوار حائل

مقاله ها

آﺷﻨﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺧﺎك، ﻣﻨﺸﺎء ﺧﺎك و ﺳﻨﮓ

در این مطلب

‏‫داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺧﺎك ‏

داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺧﺎك، ﺗﻌﻴﻴﻦ داﻣﻨﺔ اﻧﺪازه ذرات ﻣﻮﺟﻮد در ﺧﺎك و ﺗﻮزﻳﻊ وزﻧﻲ آﻧﻬﺎﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺮﺣﺴﺐ درﺻﺪي از وزن ﻛﻞ ﺧﺸﻚ ﺧﺎك‬ ‫ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻣﻌﻤﻮﻻً دو ‏روش ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد: ‏
‏1- آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺑﺮاي ذراﺗﻲ‬ ‫ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﺑﺰرﮔﺘﺮ از 0.075 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ و ‏
‏2- آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ﺑﺮاي ذراﺗﻲ ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از 0.075 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ. ‏

در اداﻣﻪ ﻣﺒﺎﻧﻲ‬ ‫آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ﺗﺸﺮﻳﺢ ﻣﻲ ﺷﻮد.‬‏

‏‫آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‬‏

آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻋﺒﺎرت اﺳﺖ از ﻟﺮزاﻧﺪن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺑﺮ روي ﻳﻚ ﺳﺮي اﻟﻚ ﻛﻪ اﻧﺪازه ﻫﺎي آن ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ از ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ‬ ‫ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ. در ﺟﺪول 1-6 ‏ﺷﻤﺎره و اﻧﺪازة روزﻧﻪ ﻫﺎي اﻟﻚ ﻫﺎي اﺳﺘﺎﻧﺪارد آﻣﺮﻳﻜﺎﻳﻲ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.‬‏

‏‫ﺟﺪول 1-6 اﻧﺪازه اﻟﻚ ﻫﺎي اﺳﺘﺎﻧﺪارد آﻣﺮﻳﻜﺎﻳﻲ‬‏

 

Soil-Mechanics-Ch1-026

 

‏ ‫ﺑﺮاي آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي، اﺑﺘﺪا ﺧﺎك در ﻛﻮره ﺧﺸﻚ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﺳﭙﺲ ﻛﻠﻮﺧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك ﻛﺎﻣﻼً ﺧﺮد ﺷﺪه و ﻧﻤﻮﻧﻪ از اﻟﻜﻬﺎ‬ ‫ﻋﺒﻮر داده ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﺷﻜﻞ 1-15 ‏ﻳﻚ ﺳﺮي اﻟﻚ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻛﻪ ﺑﺮ روي ﻟﺮزاﻧﻨﺪة ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻗﺮار دارﻧﺪ و از آن ﺑﺮاي آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ‬ ‫ﺑﻨﺪي در آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد، ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﻌﺪ ‏از اﺗﻤﺎم ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻟﺮزاﻧﺪن اﻟﻜﻬﺎ و ﻋﺒﻮر دادن ﻛﺎﻣﻞ ﺧﺎك از آﻧﻬﺎ،‬ ‫ﺟﺮم ﺧﺎﻛﻬﺎﻳﻲ ﻛﻪ در روي ﻫﺮ ﻳﻚ از اﻟﻜﻬﺎ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه، اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﻫﻨﮕﺎم ‏آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺧﺎﻛﻬﺎي ﭼﺴﺒﻨﺪه،‬ ‫ﺷﻜﺴﺘﻦ ﻛﻠﻮﺧﻪ ﻫﺎي ﺳﻨﮓ ﺑﻪ داﻧﻪ ﻫﺎي ﺟﺪا از ﻫﻢ ﻣﺸﻜﻞ اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﺻﻮرت ﺧﺎك را ﻣﻲ ﺗﻮان در آب ﺣﻞ ﻛﺮد ﺗﺎ ﺑﻪ ‏ﺻﻮرت‬ دوﻏﺎب ﺧﺎك درآﻳﺪ. دوﻏﺎب ﺧﺎك از ﻣﻴﺎن اﻟﻜﻬﺎ ﻋﺒﻮر داده ﺷﺪه و ﻣﻘﺪار ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه در روي اﻟﻚ در ﻛﻮره ﺧﺸﻚ و ﺗﻮزﻳﻦ ﻣﻲ ﺷﻮد. ‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-027

ﺷﻜﻞ 1-51 آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﺮي اﻟﻚ ‬‏

‏ ‫ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ درﺻﺪ وزﻧﻲ ﺧﺎﻛﻬﺎي ﻋﺒﻮري از ﻫﺮ اﻟﻚ ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد. ﺟﺪول 1-7 ﻧﺸﺎن‬ ‫دﻫﻨﺪة ﻣﺜﺎﻟﻲ از ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ‏ﺑﻨﺪي ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ‬‏

‏‫ﺟﺪول 1-7 آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي (ﺟﺮم ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺧﺸﻚ – 450 ﮔﺮم)‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-028

 

 

‏‫آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ( داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ )‬‏

‏‫آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ اﺻﻮل ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ داﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك در آب ﻗﺮار دارد. وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك در آب ﻛﺎﻣﻼً ﻫﻢ زده ﻣﻲ‬‫ﺷﻮد، داﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﻌﻠﻖ ﺑﺮ ‏ﺣﺴﺐ ﺷﻜﻞ، اﻧﺪازه و وزن ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻦ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﺑﺮاي ﺳﻬﻮﻟﺖ، ﻓﺮض ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ‬ ‫ﺗﻤﺎم داﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك ﻛﺮوي ﻫﺴﺘﻨﺪ و ﺳﺮﻋﺖ ﺗﻪ ‏ﻧﺸﻴﻨﻲ آﻧﻬﺎ ﻃﺒﻖ ﻗﺎﻧﻮن اﺳﺘﻮﻛﺲ ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﻧﺘﻴﺠﻪ: ‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-029

‏‫ ‬‏‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ از راﺑﻄﻪ 1-1 ﺧﻮاﻫﻴﻢ داﺷﺖ:‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-030

‏‫ﻛﻪ در راﺑﻄﻪ ﻓﻮق‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-031

‏‫ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﻛﻪ:‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-032

‏‫ﺑﺎ ﺗﺮﻛﻴﺐ رواﺑﻄﻪ 1-2 و 1-3 ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ:‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-033

ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﻮﺷﺖ:‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-034

یا

Soil-Mechanics-Ch1-035

ﺑﺎ ﻓﺮض‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-036

‏‫ﺧﻮاﻫﻴﻢ داﺷﺖ:‬ ‫‏

Soil-Mechanics-Ch1-037

‏‫ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﻘﺪار ‪ ‏K‬‎ﺗﺎﺑﻌﻲ از‬ ‫‪‏G‬‬‎‏ و η ‫اﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﺎﺑﻌﻲ از درﺟﻪ ﺣﺮارت آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺴﺘﻨﺪ. در ﺟﺪول 1-8 ﻣﻘﺪار ‏K‏ ‫ﺑﺮﺣﺴﺐ درﺟﻪ ﺣﺮارت آزﻣﺎﻳﺶ و ‏ﭼﮕﺎﻟﻲ داﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ‬‏

‏‫ﺟﺪول 1-8 ﻣﻘﺪار ‏K‬‎‏ در راﺑﻄﻪ 1-6‬‏

Soil-Mechanics-Ch1-038

 

‏ ‫در آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه، آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي در ﻳﻚ اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ ﺑﺎ 50 ﮔﺮم ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك رد ﺷﺪه از اﻟﻚ 0.075 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ و ﺧﺸﻚ‬ ‫ﺷﺪه در ﻛﻮره ﺻﻮرت ﻣﻲ ‏ﮔﻴﺮد. ارﺗﻔﺎع اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ 18 اﻳﻨﭻ و ﻗﻄﺮ آن 2.5 اﻳﻨﭻ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﺮاي ﺣﺠﻢ 1000 ﺳﻴﺴﻲ‬ ‫ﻋﻼﻣﺖ ﮔﺬاري ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﻌﻤﻮﻻ از ﻫﮕﺰاﻣﺘﺎﻓﺴﻔﺎت ‏ﺳﺪﻳﻢ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺎده ي ﭘﺮاﻛﻨﻨﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد. اﺑﺘﺪا ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ ﻣﺎده‬ ‫ﭘﺮاﻛﻨﻨﺪه ﻣﺨﻠﻮط ﺷﺪه و 1 ﺗﺎ 16 ﺳﺎﻋﺖ ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﺣﺎل ﻣﻲ ﻣﺎﻧﺪ. ﺳﭙﺲ ﺗﻮﺳﻂ ﻫﻤﺰن، ‏ﻣﺨﻠﻮط ﺷﺪه و ﺑﺎ اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن آب ﻣﻘﻄﺮ،‬ ‫ﺣﺠﻢ آن ﺑﻪ 1000 ﺳﻲ ﺳﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ.‬‏

‏ ‫ﺷﻜﻞ 1- 16 ﻳﻚ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻨﺞ از ﻧﻮع ‪ ‏ASTM 152H‬‎‏ را ﻛﻪ در آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي از آن اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ‬دﻫﺪ. وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻨﺞ در ‏زﻣﺎن ‪ ‏t‬‎‏ در ﻣﺤﻠﻮل ﺗﻌﻠﻴﻖ ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه ﻗﺮار داده ﻣﻲ ﺷﻮد. ﭼﮕﺎﻟﻲ را در ﻫﻤﺴﺎﻳﮕﻲ در ﻋﻤﻖ ﻣﻮﺛﺮ ‪‏L‬‬‎‏ ‫اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﻲ ﻛﻨﺪ. ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻣﻘﺪار ذرات ﺧﺎﻛﻲ ‏اﺳﺖ ﻛﻪ در واﺣﺪ ﺣﺠﻢ ﻣﺤﻠﻮل ﺗﻌﻠﻴﻖ در آن ﻋﻤﻖ وﺟﻮد دارد.‬ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ در زﻣﺎن ‪ ‏t‬‎ذرات ﺧﺎﻛﻲ ﻛﻪ در ﻋﻤﻖ ‪ ‏L‬‎ﻣﻌﻠﻖ ﻫﺴﺘﻨﺪ، داراي ﻗﻄﺮي ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از ‪ ‏D‬‎ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه از راﺑﻄﻪ 1- 5 ﻣﻲ‬‫ﺑﺎﺷﻨﺪ. ذرات ﺑﺰرﮔﺘﺮ ﺑﻪ اﻋﻤﺎق ﺑﺰرﮔﺘﺮ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻦ ﺷﺪه اﻧﺪ. ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻨﺞ ﻃﻮري ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﺷﺪه ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻣﺤﻠﻮل ‏ﺗﻌﻠﻴﻖ،‬ ﻣﻘﺪار ﺧﺎﻛﻲ را ﻛﻪ در ﺣﺎﻟﺖ ﻣﻌﻠﻖ اﺳﺖ، ﺑﺮﺣﺴﺐ ﮔﺮم ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ دﻫﺪ. ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻨﺠﻬﺎ ﺑﺮاي ﺧﺎﻛﻲ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﻲ داﻧﻪ ﻫﺎي 2.5‬ ‫ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﺷﺪه اﻧﺪ. ﺑﺮاي ‏ﺧﺎﻛﻬﺎ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﻲ داﻧﻪ ﻫﺎي دﻳﮕﺮ، ﻻزم اﺳﺖ اﺻﻼﺣﺎﺗﻲ ﺑﻪ ﻋﻤﻞ آﻳﺪ.‬‏
‏‫

Soil-Mechanics-Ch1-039

ﺷﻜﻞ 1-16 ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻨﺞ (ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮ) ‪‏ASTM 152H

‏‫

Soil-Mechanics-Ch1-040

ﺷﻜﻞ 1-17 ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻃﻮل ﻣﻮﺛﺮ ‪ ‏L‬‎‏ در آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي‬‏

‏‫ﺑﺎ داﻧﺴﺘﻦ ﻣﻘﺪار ﺧﺎك ﻣﻌﻠﻖ، ﻃﻮل ‪ ‏L‬‎‏ و زﻣﺎن ‪ ‏t‏ ‏‎‬‎ﻣﻲ ﺗﻮان درﺻﺪ وزﻧﻲ ﺧﺎك رﻳﺰﺗﺮ از ﻗﻄﺮ ﻣﺸﺨﺼﻲ را ﺑﺪﺳﺖ آورد. ﺗﻮﺟﻪ‬ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻃﻮل ‪ ‏L‬‎ﻋﻤﻖ اﻧﺪازه ‏ﮔﻴﺮي ﺷﺪه از ﺳﻄﺢ آب ﺗﺎ ﻣﺮﻛﺰ ﺛﻘﻞ ﺣﺒﺎب ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در آن ﻧﻘﻄﻪ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻣﺤﻠﻮل‬ ﺗﻌﻠﻴﻖ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻣﻘﺪار ﻋﻤﻖ ‪ ‏L‬‎ﺑﺎ زﻣﺎن ‪ ‏t‬‎ﻣﺘﻐﻴﺮ ‏اﺳﺖ و زﻣﺎن ﻗﺮاﺋﺖ آن در اﺳﺘﺎﻧﺪارد ‪ ‏ASTM‬‎‏ داده ﺷﺪه اﺳﺖ.‬ آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪرو ﻣﺘﺮي ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺧﺎﻛﻬﺎﻳﻲ ﺑﺎ ذراﺗﻲ ﺗﺎ 0.5 ﻣﻴﻜﺮون ﻣﻌﺘﺒﺮ ‏اﺳﺖ.‬‏

شما اینجایید: