ﻣﻘﺪﻣﻪ‬ ‏

‎‫‎در وﻇﻌﻴﺖ ﻃﺒﻴﻌﻲ، ﺧﺎك ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺳﻪ ﻗﺴﻤﺘﻲ ﻣﺮﻛﺐ از ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ، آب و ﻫﻮا ﻣﻲ ‏ﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ ﻓﺼﻞ رواﺑﻂ وزﻧﻲ – ﺣﺠﻤﻲ ﺧﺎك را ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ‏ﻗﺮار ﻣﻲ دﻫﻴﻢ.‏

‎‎ ‫‎رواﺑﻂ وزﻧﻲ - ﺣﺠﻤﻲ ‏

در ﺷﻜﻞ 2-1-اﻟﻒ ﻳﻚ ﺗﻮده ﺧﺎك ﺑﺎ ﺣﺠﻢ ‏V‏ و وزن ‏W‏ ‏‎‫‎ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ در ﻃﺒﻴﻌﺖ ﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.‬ ‏‎‫‎ﺑﺮاي ﺣﺼﻮل رواﺑﻂ وزﻧﻲ-‏ﺣﺠﻤﻲ، ﺳﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﺧﺎك (ﻳﻌﻨﻲ ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ، آب و ﻫﻮا) ﻣﻄﺎﺑﻖ ‏ﺷﻜﻞ 2-1-ب از ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺟﺪا ﻣﻲ‬‏‎‫‎ﺷﻮﻧﺪ. در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺣﺠﻢ ﻛﻞ ‏ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻗﺎﺑﻞ ‏ﺑﻴﺎن اﺳﺖ:‬‏

‎‫‎ﺷﻜﻞ 2-1 (اﻟﻒ) اﺟﺰاي ﺧﺎك در وﺿﻌﻴﺖ ﻃﺒﻴﻌﻲ (ب) ﺳﻪ ‏ﻗﺴﻤﺖ ﺧﺎك‬‏

‎‫‎ﺑﺎ ﺻﺮف ﻧﻈﺮ ﻛﺮدن از وزن ﻫﻮا، وزن ‏ﻛﻞ ﻧﻤﻮﻧﻪ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺖ:‬‏

‎‫‎رواﺑﻂ ﺣﺠﻤﻲ ﻣﻌﻤﻮل در ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺧﺎك، ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ ‏از ﻧﺴﺒﺖ ﺗﺨﻠﺨﻞ، ﭘﻮﻛﻲ و درﺟﻪ اﺷﺒﺎع.‬‏

‎‫‎ﻧﺴﺒﺖ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻢ ‏ﺣﻔﺮات ﺑﻪ ﺣﺠﻢ ﻗﺴﻤﺖ ﺟﺎﻣﺪ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

‏‫ﻛﻪ در آن‬‏ ‏‎‫e‏ ‏‎ ‫‎ﻧﺴﺒﺖ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.‏

‎‫‎ﭘﻮﻛﻲ، ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻢ ﺣﻔﺮات ﺑﻪ ﺣﺠﻢ ﻛﻞ اﺳﺖ:‬‏

‎‫‎درﺟﻪ اﺷﺒﺎع ﺑﻪ ‏ﺻﻮرت ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻢ آب ﺑﻪ ﺣﺠﻢ ﺣﻔﺮات ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

‏‫ﻛﻪ در آن ‏S‏ درﺟﻪ اﺷﺒﺎع اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺮ ﺣﺴﺐ درﺻﺪ ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد. راﺑﻄﻪ ﺑﻴﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺗﺨﻠﺨﻞ و ﭘﻮﻛﻲ ‏را ﻣﻲ ﺗﻮان از رواﺑﻄ قبل ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ‏ﺑﺪﺳﺖ آورد:‬‏

‎‫‎و ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻜﻮس، ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﺮﻓﺖ:‬‏

رواﺑﻂ وزﻧﻲ ﻣﻌﻤﻮل در ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ‏ﺧﺎك ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از: درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ و وزن ﻣﺨﺼﻮص. درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ω ‏‎‫‎ﻛﻪ ﻣﻴﺰان آب ﻧﻴﺰ ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲ‎‫‎ﺷﻮد ‏ﺑﻪ ﺻﻮرت ‏ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ وزن ﻗﺴﻤﺖ ﺟﺎﻣﺪ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

‎‫‎وزن ﻣﺨﺼﻮص را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺮ ﺣﺴﺐ وزن ‏ﻗﺴﻤﺖ ﺟﺎﻣﺪ، ﻣﻴﺰان رﻃﻮﺑﺖ و ﺣﺠﻢ ﻛﻞ ﻧﻮﺷﺖ:‬‏

‎ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺧﺎك اﻏﻠﺐ ﺑﻪ وزن ﻣﺨﺼﻮص ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه، وزن ﻣﺨﺼﻮص ‏ﻣﺮﻃﻮب ﻣﻲ ﮔﻮﻳﻨﺪ. در ﻣﻘﺎﺑﻞ، وزن‬‏ ﻣﺨﺼﻮص ﺧﺸﻚ ﺧﺎك،‬‏ ‏‎‫‎ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ‏ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮد

‎‫‎راﺑﻄﻪ ﺑﻴﻦ وزن ﻣﺨﺼﻮص ﻣﺮﻃﻮب و وزن ﻣﺨﺼﻮص ‏ﺧﺸﻚ و درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ‬‏ ‏‎‫‎ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

وزن ﻣﺨﺼﻮص در دﺳﺘﮕﺎه آﺣﺎد ‏‎ SI‏ ‫ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ‏ﻧﻴﻮﺗﻦ ﺑﺮ ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ ﻳﺎ ﻛﻴﻠﻮﻧﻴﻮﺗﻦ ﺑﺮ ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ و ‫در دﺳﺘﮕﺎه‬‏ ‏MKS‏ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﻧﻴﺮو ﺑﺮ ‏ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ‬ ﻳﺎ ﺗﻦ ﺑﺮ ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ ‏‎‫‎ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد.‏