برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺗﻮده ﺧﺎك، ﻣﻘﺎوﻣﺖ داﺧﻠﻲ واﺣﺪ ﺳﻄﺢ آن ﺧﺎك اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮاي ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻳﺎ ﻟﻐﺰش در اﻣﺘـﺪاد ﻫﺮ ﺻﻔﺤﻪ داﺧﻠﻲ ﺑﺮوز دﻫﺪ. ﺑﺮاي ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﭘﺎﻳﺪاري ﺧﺎك ﻧﻈﻴﺮ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺎرﺑﺮي، ﭘﺎﻳﺪاري ﺷﻴﺮواﻧﻲ ﻫﺎ و ﻓﺸﺎر ﺟﺎﻧﺒﻲ ﺑـﺮ روي ﺳﺎزه ﻫﺎي ﺣﺎﻳﻞ ﺧﺎك، ﻻزم اﺳﺖ ﻃﺒﻴﻌﺖ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺑﺨﻮﺑﻲ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﻮد.
ﻣﻮر (1900) ﻧﻈﺮﻳﻪ اي ﺑﺮاي ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻣﺼﺎﻟﺢ اراﺋﻪ داد ﻛﻪ در آن ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻧﻪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﻨﺶ ﻗﺎﺋﻢ ﺣﺪاﻛﺜﺮ و ﻧـﻪ ﺗـﻨﺶ ﺑﺮﺷـﻲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ، ﺑﻠﻜﻪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ ﺑﺤﺮاﻧﻲ از آﻧﻬﺎ ﭘﻴﺶ ﺑﻴﻨﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻃﺒﻖ ﻧﻈﺮﻳﻪ ﻣﻮر، راﺑﻄﻪ ﺑﻴﻦ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺑﺮﺷـﻲ و ﺗـﻨﺶ ﻗـﺎﺋﻢ در ﺻﻔﺤﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد (ﺷﻜﻞ 8-1- اﻟﻒ)
ﭘﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ این راﺑﻄﻪ، ﻳﻚ ﺧﻂ ﻣﻨﺤﻨﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ 8-1–ب ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑـﺮاي اﻏﻠﺐ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺧﺎك ﺑﺎ دﻗﺖ ﻛﺎﻓﻲ ﻣﻲ ﺗﻮان ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ در روي ﺻﻔﺤﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ را ﻳﻚ ﺗﺎﺑﻊ ﺧﻄﻲ از ﺗـﻨﺶ ﻗـﺎﺋﻢ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ (ﻛﻮﻟﻤﺐ 1776). اﻳﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﻴﺎن ﻣﻲﺷﻮد:
ﻛﻪ در آن:
c = ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ
τ = ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ
φ = زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ
σ = ﺗﻨﺶ ﻗﺎﺋﻢ
راﺑﻄﻪ ارائه شده، ﻣﻌﻴﺎر ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻳﺎ ﺷﻜﺴﺖ ﻣﻮر-ﻛﻮﻟﻤﺐ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد.
ﺳﻮال:
اﮔﺮ ﺗﻨﺶ ﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ و ﻗﺎﺋﻢ در روي ﻳﻚ ﺻﻔﺤﻪ از ﺗﻮده ﺧﺎك ﺗﻮﺳﻂ ﻧﻘﺎطB ، A و C در روي ﺷﻜﻞ 8-1-ب ﻧﺸـﺎن داده ﺷـﻮﻧﺪ، وﺿﻌﻴﺖ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺧﺎك در اﻣﺘﺪاد آن ﺻﻔﺤﻪ در ﻫﺮ ﻳﻚ از اﻳﻦ ﺣﺎﻻت ﭼﮕﻮﻧﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد؟
ﭘﺎﺳﺦ:
اﮔﺮ ﺗﻨﺶ ﻗﺎﺋﻢ و ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺷﻲ در روي ﻳﻚ ﺻﻔﺤﻪ از ﺗﻮده ﺧﺎك ﺗﻮﺳﻂ ﻧﻘﻄﻪ A ﺑﻴﺎن ﺷﻮد، در اﻣﺘـﺪاد آن ﺻـﻔﺤﻪ ﮔﺴـﻴﺨﺘﮕﻲ رخ ﻧﻤﻲ دﻫﺪ. اﮔﺮ ﺗﻨﺶ ﻗـﺎﺋﻢ و ﺗـﻨﺶ ﺑﺮﺷـﻲ در روي ﺻـﻔﺤﻪ اي ﺑـﺎ ﻧﻘﻄـﻪ ( Bواﻗـﻊ در روي ﭘـﻮش ﮔﺴـﺨﺘﮕﻲ) ﻧﺸـﺎن داده ﺷـﻮد، ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺑﺮﺷﻲ در اﻣﺘﺪاد آن ﺻﻔﺤﻪ رخ ﻣﻲ دﻫﺪ. ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻨﺶ C ﻧﻤﻲ ﺗﻮاﻧﺪ وﺟﻮد ﺧﺎرﺟﻲ داﺷـﺘﻪ ﺑﺎﺷـﺪ ﭼـﻮن ﻗﺒـﻞ از وﻗـﻮع ﭼﻨﻴﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻨﺸﻲ، ﺧﺎك ﮔﺴﻴﺨﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﻧﻜﺘﻪ :
در ﺧﺎك ﻫﺎي اﺷﺒﺎع ﺑﻪ ﺟﺎي اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﻨﺶ ﻛﻞ (σ) در راﺑﻄﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ از ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ (′σ) اﺳﺘﻔﺎده ﻣـﻲ ﺷـﻮد زﻳـﺮا آب ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ و ﺗﻨﻬﺎ ﺗﻨﺸﻲ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ داﻧﻪ ﻫﺎي ﺟﺎﻣﺪ ﺧﺎك ﺣﻤﻞ ﻣﻲ ﺷـﻮد. راﺑﻄـﻪ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺑﺮﺷـﻲ در ﺧﺎك ﻫﺎي اﺷﺒﺎع ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد:
ﻛﻪ در اﻳﻦ راﺑﻄﻪ φ و c ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ و ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﺑﺮاي ﺣﺎﻟﺖ اﺷﺒﺎع ﺧﺎك ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ و ﺑﺮاي ﺗﻤﺎﻳﺰ ﺑﺎ ﺣﺎﻟﺖ ﺧﺸﻚ، آن ﻫﺎ را ﺑﺎ ′φ و′c ﻳﺎ φ و φd و φ و cd ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻣﻲ دﻫﻨﺪ و زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ زﻫﻜﺸـﻲ ﺷـﺪه و ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ زﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه ﻣﻲ ﻧﺎﻣﻨﺪ.
ﻧﻜﺘﻪ :
cزﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه ﺑﺮاي ﻣﺎﺳﻪ، ﻻي ﻏﻴﺮ آﻟﻲ و رس ﻋﺎدي ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ ﺑﺮاﺑﺮ ﺻﻔﺮ و ﺑﺮاي رس ﭘﻴﺶ ﺗﺤﻜـﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘـﻪ ﺑﺰرﮔﺘـﺮ از ﺻـﻔﺮ اﺳﺖ.
ﻧﻜﺘﻪ :
φ زﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه ﺑﺮاي ﺧﺎك ﻫﺎي رﺳﻲ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻧﺸﺎﻧﻪ ﺧﻤﻴﺮي ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ.
ﻧﻜﺘﻪ :
ﺑﺎﻻ آﻣﺪن ﺳﻄﺢ آب در ﻳﻚ ﻻﻳﻪ ﺧﺎك ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك ﻣﻲ ﺷﻮد زﻳﺮا در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ از ﻣﻴﺰان ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﻛﺎﺳـﺘﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.