انواع خاك

انواع خاك

خاكها را ازنظر اندازه مي توان به چهار طبقه تقسيم كرد كه عبارتند از :

1-رس با علامت اختصاري c كه دامنه تغيير قطر آن از 0 تا 002/0 ميليمتر است .

2-لاي يا سيلت با علامت اختصاري M كه محدوده تغيير قطر آن بين 002/0 تا 06/0 مليمتر است .

3-ماسه با علامت اختصاري S كه دامنه تغيير قطر آن از 06/0 تا 2 ميليمتر است .

4-شن با علامت اختصاري G كه محدوده تغيير آن بين 2 تا 50 ميليمتر است .

تذكر دانه هاي بزرگتر از 50 ميليمتر را سنگريزه يا قلوه سنگ مي گويند .

دانه بندي خاك

دانه بندي خاك آزمايشي است كه نتيجه آن منجر به ترسيم نموداري موسوم به منحني دانه بندي مي گردد. اين منحني درصد محدوده هاي مختلف قطري را دريك توده خاك نشان مي دهد و منظور از تعيين درصد يك محدوده قطري ، آن است كه ببينيم وزن خشك خاك درآن محدوده قطري چند درصد از وزن خشك كل خاك را تشكيل مي دهد .

براي تعيين منحني دانه بندي با توجه به اندازه ذرات خاك دو روش وجود دارد :

• دانه بندي با الك يا آزمايش دانه بندي كه مخصوص ذراتي است كه قطرآنها از 075/0 ميلميتر بزرگتر مي باشد . (درشت ماسه ها )
• دانه بندي به روش هيدرومتري يا آزمايش هيدورمتري كه كاربرد آن براي ذراتي است كه قطري كوچكتراز 075/0 ميليمتر دارند . (ريزدانه ها )

آزمايش دانه بندي :

آزمايش دانه بندي عبارت است از لرزاندن نمونه خاك برروي يك سري الك كه اندازه هاي آن به ترتيب از بالا به پائين كاهش مي يابد . براي آزمايش دانه بندي ، ابتدا خاك دركوره خشك مي شود . سپس كلوخه هاي خاك كاملاً خرد شده و نمونه از الكها عبورداده مي شود . بعد از اتمام مرحله لرزاندن الكها و عبور دادن كامل خاك از آن ، جرم خاكهايي كه درروي هريك از الكها باقيمانده ، اندازه گيري مي شود .

طبقه بندي خاك Soil classi fication

سيستم طبقه بندي خاك عبارت است از مرتب كردن خاكهاي مختلف با خواص مشابه به گروهها و زيرگروههايي بر حسب كاربردشان . طبقه بندي خاك بر دونوع است :

1-طبقه بندي بافت خاك :دراين طبقه بندي ملاك حدود اندازه ذرات خاك مي باشد و ابتدا نام گروه اصلي و بعد نام گروه فرعي به صورت صفت ذكر مي گردد. مثل رس لاي دار ، رس ماسه دار و غيره ، طبقه بندي توسط سيستم USDA از اين نوع است .

2-طبقه بندي خاكها بر حسب استفاده : دراين نوع طبقه بندي علاوه بر حدود اندازه ذرات ، شناخت خواص خميري خاك نيزمورد نظر است . طبقه بندي توسط سيستم هاي آشتو و USCS( متحد يا يونيفايد ) از اين نوع طبقه بندي مي باشند . ولي از آنجائيكه كاربرد سيستم آشتو بيشتر در كارهاي مربوط به راهسازي مي باشد لذا در اين بخش تنها روش يونيفايد شرح داده شده است .

سيستم طبقه بندي متحد (USCS) : درسيستم طبقه بندي متحد نام هر خاك تركيبي از 2 حرف مي باشد . حرف اول ، بيانگر نوع خاك با توجه به اندازه آن مي باشد و درآن از يكي از حروف G، S، M يا C كه به ترتيب علامت اختصاري شن ، ماسه ، لاي و رس مي باشند ، استفاده مي شود . حرف دوم نيز صفتي براي حرف اول مي باشد و علائم بكار رفته درآن عبارتند از :

W = خوب دانه بندي شده

P = بد دانه بندي شده

L = خاصيت خميري كم (داراي حد رواني پائين )

H = خاصيت خميري بالا (داراي حد رواني بالا )

C = خاك رس دار

M = خاك لاي دار

تذكر منظور از خاك خوب دانه بندي شده ، خاكي است كه درشرايط زير صدق كند :

براي ماسه

براي شن

بديهي است خاكي در هر يك از شرايط فوق صدق نكند خاك بد دانه بندي شده است .

نشست خاك

فشردگي يا تراكم خاك دراثر تأثير سربار (وزن سازه ) ، باعث نشست سازه واقع بر روي آن مي شود . مهندسان عمران به اين پديده نشست خاك مي گويند . درحالت كلي نشست هاي خاك به دو گروه زير تقسيم مي شوند :

1-نشست تحكيم كه ناشي از تغيير حجم خاك اشباع به علت رانده شدن آب هاي موجود در حفرات است و درخاك هاي ريز دانه نظير رس مورد توجه قرار مي گيرند.

2-نشست آني كه ناشي از تغيير شكل الاستيك خاك خشك و يا خاك هاي مرطوب و اشباع ، بدون تغييري درميزان آب مي باشد و درتمام خاك ها مورد توجه قرار مي گيرد .

نشست تحكيم

تحكيم اوليه

نشست تحكيم ، تغيير حجم خاك اشباع به علت خروج آب حفره اي از خاك مي باشد . درخاك هاي درشت دانه (ماسه ) به علت نفوذپذيري بالا ، خروج آب به سرعت انجام مي گيرد و نشست تحكيم و آني همزمان رخ مي دهند . لذا در اينگونه خاك ها ، تحكيم، چندان مورد توجه قرار نمي گيرد ولي در زير دانه ها (رس ) به علت نفوذ پذيري پائين و جاذب آب بودن كانيهاي رس، خرج آب از خاك پس گذشت مدت زماني طولاني انجام مي پذيرد ، بنابراين مطالعه نشست تحكيم دراينگونه خاك ها حائز اهميت مي شود . مي توان گفت ‎‎؛ وقتي يك لايه خاك اشباع تحت تأثير افزايش تنشي مانند  قرار مي گيرد ، آب بعنوان يك مايع غير قابل تراكم ابتدا تمام اين اضافه تنش را دريافت مي كند و فشار حفره اي آن بطور ناگهاني افزايشي برابر  خواهد يافت . با گذشت زمان ، به تدريج آب تحت اضافه تنش ، ازخاك خارج شده و معادل آب خارج شده ، خاك نشست مي كند . با خروج آب از خاك ، دانه هاي جامد خاك نيز درتحمل اضافه تنش وارده ، سهيم مي شوند و همان مقدار كه از اضافه فشار آب حفره اي كاسته مي شود ، به تنش مؤثر افزوده مي گردد. روند خروج آب و تبديل اضافه فشار آب حفره اي به اضافه تنش مؤثر تا صفر شدن اضافه فشار حفره اي ادامه دارد و هنگامي كه اضافه فشار آب حفره اي صفر شد ، تحمل اضافه تنش بر عهده دانه هاي جامد خاك خواهد بود ، اين مرحله يعني تبديل اضافه فشار آب حفره اي به اضافه تنش مؤثر خاك را مرحله تحكيم اوليه مي گويند .

نكته قابل توجه اينكه نحوه تبديلات فشار حفره اي به تنش مؤثر درعمق خاك يكسان نيست . اگر خاك از دو طرف زهكشي شود ، آب به سرعت از ابتدا و انتهاي لايه زهكشي مي شود و تنش اضافي سريعاً از اضافه فشار حفره اي به اضافه تنش مؤثر تبديل مي گردد ولي در وسط لايه چون زهكشي ديرتر انجام مي شود اين تبديلات كندتر صورت گرفته و مدت زماني طولاني لازم است تا اضافه فشار حفره اي دروسط لايه صفر گردد.