برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
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.
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.