Transcript دانلود پاورپونت مکانیک خاک

‫اصول مهندسی ژوئتکنیک‬
‫‪ -‬مکانیک خاک‬
‫‪1‬‬
‫فهرست‪:‬‬
‫فصل اول ‪ :‬دانه بندی خاک‬
‫فصل دوم ‪ :‬روابط وزنی – حجمی ‪:‬‬
‫فصل سوم ‪ :‬طبقه بندی خاک‬
‫فصل چهارم ‪ :‬جریان اب در خاک‬
‫فصل پنجم ‪ :‬تنش موثر‬
‫فصل ششم ‪ :‬تنش در توده خاک‬
‫فصل هفتم ‪ :‬نشست خاک‬
‫فصل هشتم ‪ :‬مقاومت برشی خاک‬
‫‪2‬‬
‫فصل نهم ‪ :‬تـ ـراکم خاک‬
‫فصل اول ‪:‬‬
‫دانه بندی خاک‬
‫‪3‬‬
‫خاک ‪ :‬مخلوط غیر یک پارچه ا ز کانی ها و مواد ال ی فاسد شده که فضای خالی انها توسط اب یا هوا پر شده باشد ‪.‬‬
‫الی و رس‬
‫درشت دانه‬
‫ماسه و شن‬
‫ریز دانه‬
‫مکانیکی ( الک )‬
‫دانه بندی خاک‬
‫هیدرولیکی ( هیدرومتری ) ذرات کوچک تر از ‪0.075mm‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫شن‬
‫ماسه‬
‫طبقه بندی متحد‬
‫‪4.75mm < < 76mm‬‬
‫‪0.075mm< <4.75mm‬‬
‫طبقه بندی اشتو‬
‫‪2mm < < 76mm‬‬
‫‪0.075mm < < 2mm‬‬
‫الی‬
‫‪< 0.075mm‬‬
‫‪0.002mm< <0.075mm‬‬
‫رس‬
‫رفتار خمیری‬
‫‪< 0.002mm‬‬
‫دانه بندی خاک‬
‫شماره الک ‪ :‬تعداد روزنه های الک در ‪ 1‬اینچ ( ‪) 2.5 cm‬‬
‫‪#4‬‬
‫‪6‬‬
‫اندازه روزنه ( ‪) mm‬‬
‫شماره الک‬
‫‪# 10‬‬
‫‪4.750 mm‬‬
‫‪#4‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪2.000 mm‬‬
‫‪# 10‬‬
‫‪# 50‬‬
‫‪0.425 mm‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪0.300 mm‬‬
‫‪# 50‬‬
‫‪0.150 mm‬‬
‫‪# 100‬‬
‫‪0.075 mm‬‬
‫‪# 200‬‬
‫شن‬
‫ماسه‬
‫‪# 100‬‬
‫‪# 200‬‬
‫‪PAN‬‬
‫ریزدانه‬
‫ازمایش دانه بندی ‪:‬‬
‫دانه بندی دینامیکی به دو حالت‬
‫انجام می شود‬
‫خشک‬
‫شستشویــی‬
‫ازمایش شستشویــی ‪ :‬مصالح را روی الک شماره ‪ 200‬شستشو میدهیم ‪ .‬سپس مقدار مصالح باقی مانده را اندازه میگیریم ‪ .‬مث ا‬
‫اال اگر‬
‫در الک ‪ 1 kg ، # 200‬باشد ‪ ،‬بعد از شستشو ‪ 900 gr‬میشود ‪ 100 gr ،‬از بین رفته که باید در محاسبات به کار ببریم ‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫ازمایش شستشویــی ‪ :‬برای این ازمایش از ‪ 4‬الک استفاده میکنیم و درون ‪ shaker‬میگذراریم که الک ها به صورت افقی حرکت می کنند ‪( .‬‬
‫در جایــی که ذرات چسبنده هستند از این ازمایش استفاده میکنیم ‪) .‬‬
‫درصد تجمعی عبوری‬
‫درصد مانده‬
‫وزن مانده روی الک‬
‫‪100 - 20 =80%‬‬
‫‪20%‬‬
‫‪200‬‬
‫‪80 - 20 =60%‬‬
‫‪20%‬‬
‫‪200‬‬
‫‪60 - 15 =45%‬‬
‫‪15%‬‬
‫‪150‬‬
‫‪45 - 15 =30%‬‬
‫‪15%‬‬
‫‪150‬‬
‫‪30 - 30 =0‬‬
‫‪30%‬‬
‫‪200+100 = 300‬‬
‫‪#4‬‬
‫‪# 20‬‬
‫اگر این عدد غیر از صفر بود ‪ ،‬باید سر شکن کنیم ‪ ،‬بدین ترتیب که ‪:‬‬
‫تعداد الک ‪ /‬وزن = وزن مصالح × ‪ %‬عدد بدست امده‬
‫‪8‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪# 200‬‬
‫مثال ) ‪Dry mass = 3775 gr‬‬
‫‪9‬‬
‫وزن کل مصالح‬
‫‪Wash out = 1585 gr‬‬
‫شسته شده‬
‫‪Dry mass = 3775 gr‬‬
‫وزن مصالحی که ازمایش را انجام داده ایم‬
‫درصد عبوری تجمعی‬
‫درصد باقی مانده‬
‫وزن باقی مانده‬
‫سایز الک‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪75‬‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪50‬‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪37.5‬‬
‫‪99.5‬‬
‫‪20/3775 = 0.53‬‬
‫‪20‬‬
‫‪25‬‬
‫‪98.3‬‬
‫‪45/3775 = 1.19‬‬
‫‪45‬‬
‫‪19‬‬
‫‪80‬‬
‫‪12.5‬‬
‫‪65‬‬
‫‪9.5‬‬
‫‪42.6‬‬
‫‪290/3775 = 7.68‬‬
‫‪290‬‬
‫‪0.075‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1610/3775 = 42.6‬‬
‫‪25+1585‬‬
‫‪100‬‬
‫عبوری‬
‫‪90‬‬
‫‪80‬‬
‫‪70‬‬
‫‪60‬‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫‪30‬‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪10‬‬
‫‪100‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0,1‬‬
‫‪0,01‬‬
‫سایز ماکزیمم ذرات ‪ :‬سایزی که ‪ 100 %‬مصالح از ان عبور کرده است ‪.‬‬
‫‪ :D10‬قطر موثر ‪ ،‬قطری است که ‪ 10 %‬مصالح از ان کوچکـتر است ‪ 30% ( .‬رد می شود )‬
‫‪ :D30‬قطری است که ‪ 30 %‬مصالح از ان کوچکـتر است ‪.‬‬
‫‪ :D60‬قطری است که ‪ 60 %‬مصالح از ان کوچکـتر است ‪.‬‬
‫ضریب یکنواختی‬
‫ضریب خمیدگی‬
‫‪11‬‬
60
30
10
D10
D30
D60
12
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪60%‬‬
‫‪10%‬‬
‫خاک ‪ A‬پراکندگی بیشتری دارد‪.‬‬
‫چند درصد خاک بین ‪ 0.04‬تا ‪ 0.08‬قرار دارد ؟ ‪ 50‬درصد ‪.‬‬
‫هر چه ضریب یکنواختی کوچک باشد ‪ ،‬خاک ما یکنواخت تر است ‪.‬‬
‫نمودار خاکهای ی که شیب تندی دارند و در یک محدوده ی کوچک هستند ‪ ،‬یکنواخت تر هستند ‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫‪%60‬‬
‫‪%10‬‬
‫‪12 mm‬‬
‫اگر ‪ Cu‬باشد ‪ ،‬یعنی خاک کامل یکنواخت است ‪.‬‬
‫‪ Cu‬و ‪ Cc‬واحد ندارند ‪ .‬هیچ وقت شیب نمودار معکوس طی نمی کند ‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫‪%60‬‬
‫‪%40‬‬
‫‪%30‬‬
‫‪%10‬‬
‫‪4‬‬
‫‪1 < Cc < 3‬‬
‫خاکهای ی با دانه بندی مناسب‬
‫‪15‬‬
‫‪2‬‬
‫مثال) اگر مصالح بزرگتر از ‪ 10 mm‬را نخواهیم ‪ ،‬به روش زیر‬
‫عمل می کنیم ‪:‬‬
‫منحنی جدید‬
‫‪100 %‬‬
‫‪80 %‬‬
‫‪62.5 %‬‬
‫‪50 %‬‬
‫‪12.5 %‬‬
‫‪10 %‬‬
‫‪100‬‬
‫‪16‬‬
‫درصد قدیم‬
‫درصد جدید عبوری از هر سایز‬
‫درصد دور ریخته شده – ‪100‬‬
‫‪10 %‬‬
‫‪= 12.5 %‬‬
‫‪100 % - 20 %‬‬
‫درصد عبوری از ‪0.1 mm‬‬
‫‪10 %‬‬
‫‪= 62.5 %‬‬
‫‪100 % - 20 %‬‬
‫درصد عبوری از ‪0.1 mm‬‬
‫جدید‬
‫‪17‬‬
‫قدیم‬
‫‪100 mm‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10 mm‬‬
‫‪20‬‬
‫‪30‬‬
‫‪1 mm‬‬
‫‪30‬‬
‫‪40‬‬
‫‪0.1 mm‬‬
‫‪40‬‬
‫‪10‬‬
‫‪10‬‬
‫مثال) اگر مصالح کوچکـتر از ‪ 1 mm‬را‬
‫‪100 %‬‬
‫نخواهیم ‪ ،‬به روش زیر عمل می کنیم ‪:‬‬
‫‪80 %‬‬
‫‪77.8 %‬‬
‫‪50 %‬‬
‫‪44.4 %‬‬
‫‪10 %‬‬
‫‪100‬‬
‫درصد ‪ – OUT‬درصد قدیم‬
‫درصد جدید عبوری از هر سایز‬
‫درصد ‪100 – OUT‬‬
‫‪18‬‬
‫‪44.4%‬‬
‫‪50 –10‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫درصد عبوری از ‪1 mm‬‬
‫‪77.8%‬‬
‫‪80 –10‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫درصد عبوری از ‪10 mm‬‬
‫‪100 %‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫درصد عبوری از ‪100 mm‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫هر چه ‪ Cu‬بزرگـتر باشد نشان دهنده ی گستردگی خاک است ‪ ( .‬شیب کند تر )‬
‫هر چه ‪ Cu‬کوچکـتر باشد نشان دهنده یکنواختی خاک است ‪ ( .‬شیب تند تر و تک سایز تر )‬
‫‪40‬‬
‫مثال ) چند درصد مصالح از ‪ 10 mm‬کوچکـتر است ؟‬
‫چند درصد مصالح از ‪ 1 mm‬کوچکـتر است ؟‬
‫‪19‬‬
‫‪10 mm‬‬
‫‪1 mm‬‬
‫فصل دوم‪:‬‬
‫روابط وزنی – حجمی ‪:‬‬
‫‪20‬‬
‫هوا‬
‫‪Vv‬‬
‫‪Wa‬‬
‫‪Va‬‬
‫وزن هوا = ‪0‬‬
‫مایع‬
‫‪Vw‬‬
‫‪Ww‬‬
‫وزن مایع‬
‫جامد‬
‫‪Vs‬‬
‫‪Ws‬‬
‫وزن جامد‬
‫‪Vv‬‬
‫‪21‬‬
‫‪V=Vs +V w +Va‬‬
‫حجم کل‬
‫‪W=Ws +W w‬‬
‫وزن کل‬
‫‪Vv‬‬
‫‪V=Vs +V w +Va‬‬
‫حجم کل‬
‫‪W=Ws +W w‬‬
‫وزن کل‬
‫پوکی ‪:‬‬
‫نسبت تخلخل ‪:‬‬
‫∞<‪0≤e‬‬
‫درجه اشباع ‪:‬‬
‫∞≤‪0≤S‬‬
‫میزان رطوبت ‪:‬‬
‫‪22‬‬
‫∞<‪0≤ω‬‬
23
‫وزن مخصوص اب‬
‫‪24‬‬
‫وزن مخصوص سنگدانه ‪:‬‬
‫یا‬
‫وزن مخصوص اب ‪:‬‬
‫چگالی ‪:‬‬
‫واحد ندارد‬
‫‪25‬‬
26
‫حالت ّکلی‬
‫رابطه کمکی‬
‫وزن مخصوص خاک در حالت اشباع ‪:‬‬
‫‪27‬‬
‫‪ S=1‬چون اشباع است‬
‫مثال ) برای یک خک اشباع وزن مخصوص خشک ‪15.29‬و میزان رطوبت ‪ 21%‬است‬
‫بیابید ‪.‬‬
‫‪28‬‬
‫را‬
‫مثال ) خاکی با ‪, n = 45%‬‬
‫خاک شباع گردد ‪.‬‬
‫‪29‬‬
‫است ‪ .‬تعیین جرم ابی که باید به‬
‫‪ 10‬خاک اضافه شود تا‬
‫تفاوت میان‬
‫و‬
‫‪،‬‬
‫بود که باید از آب تامین شود یعنی‬
‫برای هر متر مکعب ‪ .‬که برای ‪ 10‬متر مکعب ‪ 30 KN ،‬می شود ‪.‬‬
‫حدود اتربرگ ‪:‬‬
‫مایع‬
‫‪liquid‬‬
‫خمیری‬
‫‪Plastic‬‬
‫نیمه جامد‬
‫‪Semisoild‬‬
‫جامد‬
‫‪Soild‬‬
‫افزایش میزان رطوبت‬
‫‪liquid‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد مایع‬
‫‪30‬‬
‫‪Plastic‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد خمیری‬
‫‪Shrinkage‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد انقباض‬
‫ازمایش حد مایع ‪ :‬با چرخاندن اهرم به قدری باال رفته و روی پایه ای که از پالستیک سخت است صقوط میکند ‪.‬‬
‫درصد رطوبتی که به ازای ان به علت ‪ 25‬ضربه فنجان ‪ ،‬شیار ایجاد شده در نمونه داخل فنجان بست می شود ‪ ،‬حد مایع ( حد روانی )‬
‫خوانده م شود ‪.‬‬
‫‪11 mm‬‬
‫شعاع ‪54 :‬‬
‫‪mm‬‬
‫‪8 mm‬‬
‫‪2 mm‬‬
‫پایه از الستیک سخت‬
‫• ازمایش حد مایع ‪ /‬دستگاه کاساگرانده‬
‫‪31‬‬
‫نمونه‬
‫خاک‬
‫حداقل چهار بار ازمایش را برای تنظیم رطوبت خاک انجام می دهیم ‪ ،‬مثال اگر شیار با ‪34‬‬
‫ضربه بسته شد ‪ ،‬نشان میدهد که خاک ما خشک است ‪ ،‬پس باید اب بیشتر اضافه کنیم ‪:‬‬
‫‪1 : n = 34‬‬
‫‪2 : n = 19‬‬
‫‪3 : n = 26‬‬
‫‪w = 18 %‬‬
‫‪w = 28 %‬‬
‫‪w = 23 %‬‬
‫• استاندارد تعداد ضربه ها ‪15 < n < 35 :‬‬
‫‪88%‬‬
‫‪18%‬‬
‫‪34‬‬
‫‪50‬‬
‫‪32‬‬
‫‪40‬‬
‫‪26‬‬
‫‪30‬‬
‫‪19‬‬
‫‪25‬‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫حد خمیری )‪ : (PL‬درصد رطوبتی است که فیتیله ای به قطر ‪ 1/8‬اینچ از همه طرف ترک بخورد و شروع به خرد شدن بکند ‪.‬‬
‫نشانه خمیری‬
‫حد انقباض )‪: (SL‬‬
‫حد انقباض بیانگر درصد رطوبتی از خاک است که با کاهش رطوبت حجم‬
‫خاک ثابت است ‪.‬‬
‫وزن ظرف ‪Wi :‬‬
‫‪33‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪SL‬‬
‫‪0‬‬
‫ازمایش حد انقباض ‪:‬‬
‫ظرف چینی‬
‫الف) قبل از خشک شدن‬
‫ظرف چینی‬
‫ب) بعد از خشک شدن‬
‫فعالیت ‪:‬‬
‫درصد وزنی ذرات رسی با سایز کمتر از‬
‫= فعالیت خاکهای ریزدانه‬
‫خاک ‪1‬‬
‫خاک ‪2‬‬
‫هر چه شیب نمودار بیشتر باشد‪،‬خاک فعالیت بیشتری دارد‪.‬‬
‫درصد وزنی ذرات رسی با سایز کمتر از‬
‫‪34‬‬
‫‪PI‬‬
‫مثال )‬
‫= فعالیت ‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪PI=20‬‬
‫‪PI=8‬‬
‫= فعالیت ‪A‬‬
‫‪30%‬‬
‫مثال )‬
‫‪PI A=8%‬‬
‫‪PI B=4%‬‬
‫خاک ‪ A‬تا ‪ 16%‬اب جذب می کند ‪ LL .‬بزرگـتری دارد‪.‬پس محدوده خمیری ان بزرگـتر است ‪ .‬رفتار خمیری بیشتری دارد ‪ .‬چون ‪LL‬‬
‫بزرگـتری دارد ‪.‬‬
‫‪35‬‬
‫پ ــایــان فص ــل دوم‬
‫‪PI‬‬
‫طبقه بندی خاک‬
‫‪36‬‬
‫طبقه بندی خاکها ‪:‬‬
‫‪AASHTO -1‬‬
‫اداره راه ترابری ایاالت متحده‬
‫بیشتر در راه سازی استفاده میکنند ‪.‬‬
‫‪UNIFIED -2‬‬
‫اداره مهندسی ارتش ایاالت متحده‬
‫اغلب برای مهندسان ژوئتکنیک استفاده میکنند‬
‫‪.‬‬
‫‪37‬‬
‫طبقه بندی اشتو ( ‪: ) AASHTO‬‬
‫طبق این طبقه بندی ‪ ,‬خاک به گروه های اصلی ‪ A-7‬تا ‪ A-1‬تقسیم میشوند ‪ .‬خاک های گروه ‪ A-3 , A-2 , A-1‬مصالح دانه ای‬
‫هستند که درصد عبوری انها از الک ‪ NO 200‬کمتر از ‪ 35%‬است ‪ .‬خاک های که درصد عبوری انها از الک نمره ‪NO 200‬‬
‫بیشتر ‪ 35%‬است ‪,‬در گروهای ‪ A-7 , A-6 , A-5, A-4‬قرار میگیرند ‪ .‬این گروه ها ‪,‬اغلب مصالح الی و رس می باشند ‪ .‬کیفیت‬
‫خاک برای عملیات راه سازی با افزایش شماره کنترل می شود ‪.‬‬
‫‪A-4‬‬
‫بدترین خاک برای راه سازی است‬
‫‪A-5‬‬
‫‪A-6‬‬
‫‪A-7‬‬
‫‪38‬‬
‫‪A-1‬‬
‫ریز دانه‬
‫‪A-2‬‬
‫‪A-3‬‬
‫درشت دانه‬
‫درصد ریز دانه‬
‫نشانه گروه ‪:‬‬
‫• اگر ‪ GI‬منفی شد آن را صفر در نظر می گیریم ‪.‬‬
‫• نشانه گروه باید به نزدیکترین عدد صحیح رند شود ‪.‬‬
‫• هیچ حد باالیی برای ‪ GI‬وجود ندارد ‪.‬‬
‫• استثنا ‪ A-2-7 :‬و ‪ A-2-6‬باید از فرمول ‪:‬‬
‫‪39‬‬
‫مثال )‬
‫‪# 10‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪# 200 ≥ 36 %‬‬
‫‪40‬‬
‫‪100%‬‬
‫ریزانه‬
‫‪A-4‬‬
‫‪# 10‬‬
‫‪80%‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪58%‬‬
‫‪# 200‬‬
‫‪LL ≤ 40%‬‬
‫‪LL = 30%‬‬
‫‪PI ≤ 10%‬‬
‫‪PI = 10%‬‬
‫نمودار‬
‫آشتو‬
) ‫مثال‬
# 200 95%
LL = 30%
‫ریز دانه‬
A-4
PI = 10%
A-4
# 200 95%
LL < 40%
PI ≤ 0%
A-6
# 200 95%
LL < 40%
PI > 11%
A-5
# 200 95%
LL > 41%
PI ≤ 10%
A-7
# 200 95%
LL > 41%
PI > 11%
A-7
A-7 – 5
A-7 – 6
PI ≤ LL - 30
PI > LL - 30
: A-7 – 6 ‫ یا‬A- 7- 5 ‫حال‬
40 > 60 - 30
41
‫طبقه بندی متحد ‪:‬‬
‫‪W‬‬
‫‪P‬‬
‫‪C‬‬
‫‪M‬‬
‫‪L‬‬
‫‪H‬‬
‫‪42‬‬
‫خوب دانه بندی شده‬
‫بد دانه بندی شده‬
‫رس دار‬
‫الی دار‬
‫خاصیت خمیری کم‬
‫خاصیت خمیری زیاد‬
‫‪G: Gravel‬‬
‫‪S: sand‬‬
‫‪C: clay‬‬
‫‪M: silt‬‬
‫شن‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫الی‬
‫‪5% < #200‬‬
‫مقدار شن بیشتر از ماسه‬
‫باشد‬
‫عبوری از الک ‪ # 200‬کمتر از‬
‫‪50%‬‬
‫شــن‬
‫‪CU>4‬‬
‫‪1<Cc<3‬‬
‫‪GW‬‬
‫اگر یکی از دو‬
‫شرط باال نباشد‬
‫‪12% > #200‬‬
‫درشت دانه‬
‫ریزدانه رسی‬
‫است یا الی‬
‫‪GP‬‬
‫‪GM‬‬
‫‪GC‬‬
‫‪GW-GC‬‬
‫‪5% > #200 > 12%‬‬
‫نامگذاری‬
‫دوگانه‬
‫‪GW- GM‬‬
‫‪GP- GC‬‬
‫‪GP- GM‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪43‬‬
‫‪CU>4‬‬
‫‪1<Cc<3‬‬
‫‪5% < #200‬‬
‫اگر یکی از دو‬
‫شرط باال نباشد‬
‫مـاسه‬
‫مقدار شن کمتر از ماسه‬
‫باشد‬
‫‪12% > #200‬‬
‫ریزدانه رسی‬
‫است یا الی‬
‫‪5% > #200 > 12%‬‬
‫‪CL‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪ML‬‬
‫‪MH‬‬
‫ریز دانه‬
‫عبوری از الک ‪ # 200‬بیشتر از ‪50%‬‬
‫‪H‬‬
‫‪L‬‬
‫‪44‬‬
‫‪SW‬‬
‫‪SM‬‬
‫‪SC‬‬
‫‪SW- SM‬‬
‫‪SP- SC‬‬
‫‪SW- SM‬‬
‫‪SP- SC‬‬
‫رس‬
‫‪CL-ML‬‬
‫‪if : LL > 50‬‬
‫‪if : LL < 50‬‬
‫‪SP‬‬
‫الی‬
‫‪PI‬‬
‫‪7‬‬
‫‪4‬‬
‫مثال ) دو خاک زیر را نام گذاری کنید ‪:‬‬
‫‪0.075mm‬‬
‫‪0.15mm‬‬
‫‪0.25mm‬‬
‫‪0.425mm‬‬
‫‪0.85mm‬‬
‫‪2mm‬‬
‫‪4.75mm‬‬
‫‪NO.200‬‬
‫‪NO.100‬‬
‫‪NO.60‬‬
‫‪NO.40‬‬
‫‪NO.20‬‬
‫‪NO.10‬‬
‫‪NO.4‬‬
‫خاک‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫‪10‬‬
‫‪21‬‬
‫‪63‬‬
‫‪94‬‬
‫‪1:‬‬
‫‪55‬خاک ‪86 : 1‬‬
‫‪90‬‬
‫‪95‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪2:‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪NP‬‬
‫‪-‬‬
‫‪28‬‬
‫‪ S‬ماسه‬
‫درشت دانه‬
‫??? ‪ SP‬یا ‪SW‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪45‬‬
‫ریز دانه‬
‫‪PI‬‬
‫‪= 25.5‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪= 55‬‬
‫اما در جدول به ازای ‪ PI = 28 ، LL = 55‬است اما ما از فرمول ‪ PI = 25.5‬را بدست اوردیم پس خاک رسی است ‪ .‬پس‬
‫‪ C‬را داریم و چون ‪ LL > 50%‬است پس پسوند ‪ H‬دارد پس نوع خاک ‪ CH‬است ‪.‬‬
‫‪46‬‬
‫مثال ) دو خاک زیر را طبقه بندی کنید ‪:‬‬
‫‪Cc‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪LL‬‬
‫الی و رس‬
‫ماسه‬
‫شن‬
‫‪2.9‬‬
‫‪4.8‬‬
‫‪16‬‬
‫‪32‬‬
‫‪11%‬‬
‫‪60%‬‬
‫‪29%‬‬
‫درشت دانه‬
‫‪60% > 29%‬‬
‫چون ماسه بیشتر از شن است پس ماسه است ( ‪) S‬‬
‫دوگانه داریم‬
‫ماسه بد دانه بندی شده رس دار‬
‫‪47‬‬
‫نام گذاری‬
‫‪SP‬‬
‫‪SP – SC‬‬
‫‪8.76 < 16‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫رس‬
‫الی‬
‫‪A‬‬
‫‪LL‬‬
‫پ ــایــان فص ــل سـ ــوم‬
‫‪48‬‬
‫‪u‬‬
‫‪PI‬‬
‫فصل چهار ‪:‬‬
‫جریان‬
‫اب‬
‫در خاک‬
‫‪49‬‬
‫کاربرد این مبحث ‪:‬‬
‫تعیین میزان جریان در خاک – نشست تحکیم در خاکهای رسی – تعیین دبی اب در گود برداری ‪.‬‬
‫جریان اب در خاک ‪:‬‬
‫آب‬
‫آب‬
‫‪B‬‬
‫سطح پتانسیل‬
‫‪50‬‬
‫‪A‬‬
‫صفر است ‪ ،‬چون سرعت در خاک ناچیز است‬
‫هد فشاری‬
‫‪51‬‬
‫هد جنبشی‬
‫هد پتانسیل‬
‫گرادیان هیدرولیکی ‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ : K‬ضریب نفوذ پ ــذیری خـ ــاک‬
‫واحد ‪:‬‬
‫است‪.‬‬
‫‪52‬‬
‫‪A‬‬
‫گرادیان هیدرولیکی‬
‫و برای خاکهای که نفوذ پذیری کمی دارند‬
‫سرعت جریان آب در خاک‬
‫واحد ‪cm/s :‬‬
‫نمودار سرعت – شیب هیدرولیکی ‪:‬‬
‫‪53‬‬
‫‪ K‬تابع پارامترهای زیر است ‪:‬‬
‫‪ -1‬ویسکوزیته سیال ‪ :‬هرچقدر ویسکوزیته باالتر باشد ‪ ,‬نفوذ پذیری پایین تر است‪.‬‬
‫(البته در دمای ‪ 20 C‬چون ویسکوزیته تابعی از دما است‪).‬‬
‫‪ -2‬اندازه وتوزیع حفرات و دانه ها ‪ :‬مهمترین در نفوذ پذیری خاک است که با‬
‫نمایش میدهند ‪ ،‬هرچه‬
‫بزرگـتر باشد‬
‫دانه ها بزرگـتر است‪.‬‬
‫‪ -3‬درجه اشباع خاک ‪:‬‬
‫هرچقدر اشباع باالتر باشد‬
‫‪ -4‬منحنی دانه بندی خاک‬
‫‪ -5‬تخلخل‬
‫‪ -6‬زبری دانه ها ‪ :‬هر چه زبرتر باشد ‪ ،‬نفوذ پذیری پایین تر است‪.‬‬
‫‪54‬‬
‫نفوذ پذیری باالتر است‪.‬‬
) ‫مثال‬
1m
1m
A
1m
B
55
‫روابط تجربی‬
‫هد ثابت‬
‫ازمایشگاه‬
‫هد نزولی‬
‫لوفران‬
‫‪56‬‬
‫کارگاه‬
‫تعیین ضریب نفوذ پذیری‬
‫روابط تجربی ‪:‬‬
‫رابطه هازن‬
‫‪Cm‬‬
‫‪ 1 – 1.5‬ماسه یکنواخت‬
‫رابطه کازاگرانده‬
‫نفوذ پذیری هد ثابت ( ازمایشگاه ) ‪:‬‬
‫‪ A‬سطح مقطع‬
‫خاک‬
‫حجم اب ریخته شده‬
‫در ظرف کوچک‬
‫‪57‬‬
‫‪V‬‬
‫حجم اب‬
‫نفوذ پذیری معادل افقی ‪:‬‬
‫دبی ‪ :‬حجم سیالی که در واحد زمان از سطح مشخصی عبور می کند‪.‬‬
‫‪1:‬‬
‫‪2:‬‬
‫‪58‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫دبی کل که از خاک عبور می کند‬
‫دبی کل برای سطح معادل‬
‫برای نفوذ پذیری الیه های افقی‬
‫برای نفوذ پذیری الیه های قائم‬
‫• اگر حتی یـک الیـه غـیــر قـابــل نفــوذ باشد‪ ،‬کافی است تا‬
‫شـود ‪.‬‬
‫‪59‬‬
‫کل صفر‬
‫شبکه جریان ‪:‬‬
‫در رسم یک شبکه جریان باید دو قاعده‬
‫مراعات شود ‪:‬‬
‫‪ -1‬چشمه ها مربع باشند ‪.‬‬
‫‪ -2‬زاویه قطع خطوط جریان و پتانسیل ‪ 90‬باشد ‪.‬‬
‫• میزان دبی عبوری از هر مسیر جریان ‪ ،‬با مسیرهای دیگر برابر است ‪.‬‬
‫• افت هد بین هر دو خط پتانسیل عددی ثابت است ‪.‬‬
‫• اب از بین خطوط جریان عبور می کند و نمی تواند خطی را قطع کند ‪.‬‬
‫• اب تمایل دارد که از باال دست به سمت پایین دست برود و برای این کار باید از مسیرهای جریان بگذرد که در شکل زیر ‪ 5‬مسیر جریان داریم ‪.‬‬
‫• برای رسم شبکه جریان اگر را بین ‪ 4‬تا ‪ 7‬در نظر بگیریم ‪ ،‬شکل خوب رسم می شود ‪.‬‬
‫‪60‬‬
‫سطح اب‬
‫مثال )‬
‫سطح آب‬
‫هد کل = ‪50m‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪20m‬‬
‫‪D‬‬
‫‪c‬‬
‫‪12‬‬
‫‪11‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8m‬‬
‫‪11m‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫مسیر جریان‪:‬‬
‫تعداد افت پتانسیل ‪:‬‬
‫‪61‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫راه دوم ‪:‬‬
‫اگر از سمت راست به چپ برویم ‪:‬‬
‫اگر در نقطه ‪ C‬پیزومتر بگذاریم اب ‪30.5m‬‬
‫باال می اید ‪.‬‬
‫اگر در نقطه ‪ D‬پیزومتر بگذاریم اب ‪ 39m‬باال‬
‫می اید ‪.‬‬
‫‪62‬‬
‫افت هد بین دو خط‬
‫تعیین میزان تراوشی ‪:‬‬
‫دبی‬
‫تفاوت هد کلی‬
‫دبی‬
‫دبی کلی که از زیر سازه عبور می کند‬
‫‪63‬‬
‫سر ریز هیدرولیکی ‪ :‬با عث می شود که اب با سرعت مالیم به طرف راست حرکت کند ‪.‬‬
‫‪40 m‬‬
‫سطح اب‬
‫مثال )‬
‫‪2 1‬‬
‫‪20m‬‬
‫‪15‬‬
‫‪1314‬‬
‫‪64‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪11 12‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪3 4‬‬
‫‪2‬‬
‫برای یک سانتی متر‬
‫یعنی‬
‫اگر طول سر ریز ‪ 40‬متر باشد‪ ،‬در ‪ 3‬روز ‪ ،‬دبی چقدر است ؟‬
‫( در حل این مسائل به واحد ها توجه شود ‪) .‬‬
‫دبی‬
‫دبی در ‪ 3‬روز‬
‫واحد دبی‬
‫ادامه سوال ‪ :‬چند تا پمپ با ظرفیت‬
‫‪65‬‬
‫بگذرایم تا تمام اب را برگرداند ‪.‬‬
‫در یک روز‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫اگر میزان دبی زیاد باشد ‪ ،‬از یک سپر استفاده میکنیم تا طول مسیر زیاد شود و ‪ i‬کاهش می‬
‫یابد ‪.‬‬
‫اگر باز هم دبی زیاد بود ‪ ،‬در طرف دیگر نیز یک سپر می گذریم و‬
‫میدهیم ‪.‬‬
‫‪66‬‬
‫را با این کار افزایش‬
‫سطح اب‬
‫محاسبه نیرو ( ‪ ، ) UPLIFT‬باال بر ‪ ،‬بر کنش ‪:‬‬
‫‪40m‬‬
‫سطح اب‬
‫تن ‪ = 50000‬وزن سازه‬
‫‪20m‬‬
‫‪5m‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪H=45m‬‬
‫‪20m‬‬
‫افت بین هر دوخط‬
‫‪67‬‬
‫یعنی اگر در نقطه ‪ A‬یک پیزومتر بگذاریم اب ‪ 22.34‬متر باال می رود‬
‫‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪7.66‬‬
‫‪22.34‬‬
‫ضریب اطمینان در مقابل ناپایداری‬
‫‪68‬‬
‫فصل پنج ‪:‬‬
‫تنش موث ـ ــر‬
‫‪69‬‬
‫فشار کل در صفحه ‪A‬‬
‫فشار وارد شده به اب‬
‫فشـ ــار وارد شده به ذرات‬
‫خاک‬
‫وزن مخصوص اب ‪ -‬وزن مخصوص مصالح = وزن مخصوص موثر‬
‫‪70‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر بسته‬
‫‪71‬‬
‫نشت رو به باال ‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر باز‬
‫جریان ورودی‬
‫‪72‬‬
‫نشت رو به پایین ‪:‬‬
‫جریان ورودی‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر باز‬
‫جریان خروجی‬
‫‪73‬‬
‫مثال ) در نقاط ‪ A‬و ‪ B‬و ‪ C‬و ‪ D‬تنش های کل‪،‬موثـر و فشار‬
‫اب را حساب کنید ‪.‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫‪74‬‬
‫‪3m‬‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫‪3m‬‬
‫‪13 m‬‬
‫نیروی تراوش بر واحد حجم ( پدیده رگاب ) ‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Z‬‬
‫افزایش تنش موثر وارد بر خاک بر اثر‬
‫جریان اب ‪.‬‬
‫‪75‬‬
‫نیروی تراوش بر واحد حجم‬
‫سطح اب‬
‫مثال )‬
‫‪50m‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪20m‬‬
‫‪D‬‬
‫‪c‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8m‬‬
‫‪11m‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫مسیر جریان‪:‬‬
‫تعداد افت پتانسیل ‪:‬‬
‫‪76‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫> قابل قبول نیست‬
‫باید ‪4 - 5‬‬
‫پ ــایــان فص ــل پنجم‬
‫‪77‬‬
‫تنش در توده خاک‬
‫‪78‬‬
‫کاربرد دایره مور ‪:‬‬
‫‪79‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫فشاری مثبت ( جهت فلش رو به داخل )‬
‫کششی منفی ( جهت فلش رو به خارج )‬
‫) ‪A ( 200, 50‬‬
‫) ‪B ( 320 , -50‬‬
‫‪80‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫وسط خط ‪A,B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪350‬‬
‫‪200‬‬
‫‪100‬‬
‫‪B‬‬
‫‪81‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫الف ) صفحه ‪ B‬چقدر و در کدام جهت دوران کند تا به تنش نرمال ماکزیمم برسیم ؟‬
‫پاد ساعتگرد‬
‫میزان دوران‬
‫ب ) صفحه ‪ A‬چقدر چقدر بچرخد که به تنش برشی مینیمم برسد ؟‬
‫پاد ساعتگرد‬
‫ج ) اگر دوران ‪ 50 ، B‬ساعتگرد بچرخد ‪ ،‬تنش نرمال و برشی وارد بر صفحه جدید چقدر است ؟‬
‫پس روی دایره مور باید‬
‫‪82‬‬
‫بچرخد‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫`‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫`‪B‬‬
‫پ ــایــان فص ــل ششم‬
‫‪83‬‬
‫فصل هفت‪:‬‬
‫نشست خاک‬
‫‪84‬‬
‫نشست‬
‫فرایش تنش فشاری در خاک‬
‫کاهش تخلخل‬
‫( االستیک ) انی‬
‫اولیه‬
‫ثانویه‬
‫‪85‬‬
‫تحکیم‬
‫انواع نشست‬
‫انی‬
‫نشست انی در همه خاک ها ایجاد می شود ‪.‬‬
‫فشار‬
‫نشست تحکیم فقط در خاک رسی است ‪.‬‬
‫تراز اب زیر زمینی‬
‫ماسه‬
‫رس اشباع‬
‫‪86‬‬
‫‪Z=0‬‬
‫‪+‬‬
‫‪t=0‬‬
‫=‬
‫عمق‬
‫‪Z=H‬‬
‫در لحظه اول که بار می گذاریم‬
‫تمام فشار بر روی اب است (‬
‫)‬
‫∞ <‪0<t‬‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫∞=‪t‬‬
‫‪+‬‬
‫‪87‬‬
‫=‬
‫ازمایش تحکیم یک بعدی ( ادوئمتری ) ‪:‬‬
‫را وارد کرده و ‪ 24‬ساعت برای نشست وقت میدهیم ‪:‬‬
‫حلقه فلزی‬
‫نمونه خاک‬
‫سنگ متخلخل‬
‫کاهش تخلخل روز قبـ ـ ـ ــل‬
‫‪88‬‬
‫تخلخل اولیــه‬
‫تخلخل‬
‫روز دوم‬
‫مثال ) جرم کل نمونه ای ‪ 128 gr‬است ‪ .‬ارتفاع شروع ازمایش ‪ ، 254 cm‬مساحت ‪ 30.68‬سانتیمر مربع میباشد ‪ .‬محاسبات‬
‫الزم را انجام داده ونمودار ‪ e‬در مقابل ‪ logp‬را رسم نمایید ‪:‬‬
‫‪89‬‬
‫ارتفاع نمونه در انتهای تحکیم (‬
‫‪) cm‬‬
‫فشار ‪P‬‬
‫( ‪) KN/m2‬‬
‫‪2.540‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2.488‬‬
‫‪50‬‬
‫‪2.465‬‬
‫‪100‬‬
‫‪2.431‬‬
‫‪200‬‬
‫‪2.389‬‬
‫‪400‬‬
‫‪2.324‬‬
‫‪800‬‬
‫‪2.225‬‬
‫‪1600‬‬
‫‪2.115‬‬
‫‪3200‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪90‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
91
‫محاسبه نشست خاک ‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪92‬‬
‫‪A‬‬
‫‪S‬‬
‫بررسی خاک برای محاسبه‬
‫‪:‬‬
‫‪ )1‬خاک عادی تحکیم یافته ‪ :‬فشاری که اکنون به خاک وارد می شود ‪ ،‬حداکـثر فش ــاری است که در گذشته بر خاک‬
‫وارد می شده است ‪.‬‬
‫‪ )2‬خاک پیش تحکیم یافته ‪ :‬فشاری که به خاک وارد می شود ‪ ،‬کمتر از حداکـثر فش ــاری است که در گذشته بر خاک وارد می‬
‫شده است ‪( .‬مثال اگر در گذشته کوهی بوده ‪ ،‬امروز کوه از بین رفته و فشار کاهش یافته ‪).‬‬
‫ضریب تورم‬
‫ضریب فشردگی‬
‫‪93‬‬
‫پیش تحکیم‬
‫رس دست نخورده‬
‫رس دست خورده‬
‫‪94‬‬
‫مثال ) نشست ر محاسبه کنید و مشخص کنید خاک عادی تحکیم یافته است یا پیش تحکیم یافته ؟‬
‫‪100 KN‬‬
‫‪1m‬‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫‪3m‬‬
‫‪95‬‬
‫‪e‬‬
‫نشست تحکیم ثانویه ‪:‬‬
‫تخلخل‬
‫نشست‬
‫‪t‬‬
‫زمان‬
‫نشست تحکیم ثانویه‬
‫نشست تحکیم اولیه‬
‫نشست انی‬
‫زمان مرب وط ب ه انتهای تحکیم اولیه‬
‫زمان ورد نظر تحکیم‬
‫ثانویه‬
‫‪96‬‬
‫سرعت تحکیم اولیه ‪:‬‬
‫هدف ‪ :‬بدست اوردن میزان نشست در سال های مختلف‬
‫فرضیات ترزاقی ‪:‬‬
‫‪ .1‬سیستم اب و رس همگن است ‪.‬‬
‫‪ .2‬ذرات خاک غیر قابل تراکمند ‪.‬‬
‫‪ .3‬اب غیر قابل تراکم است ‪.‬‬
‫‪ .4‬تراوش اب یک بعدی ( قائم ) است ‪.‬‬
‫سطح آب زیر زمینی‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫‪•A‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Z‬‬
‫‪ .5‬قانون دارسی ( ‪ ) V=Ki‬حاکم است ‪.‬‬
‫‪ .6‬خاک کامال اشباع است ‪.‬‬
‫درجه تحکیم در زمان ‪t‬‬
‫و در عمق ‪Z‬‬
‫سپس با این فرضیات روابط زیر را بیان کرد ‪:‬‬
‫درجه تحکیم الیه در زمان ‪t‬‬
‫‪97‬‬
‫زهکشی یکطرفه‬
‫عامل زمان‬
‫زهکشی دو طرفه‬
‫نشست انـی ( االستیک ) ‪:‬‬
‫ضریب پواسن خاک‬
‫نشست انـی‬
‫تنش زیر پـی‬
‫عرض پـی‬
‫ثانویه‬
‫‪98‬‬
‫انـی‬
‫نشست تحکیم اولیه‬
‫فصل هشتم ‪:‬‬
‫مقاومت برشی خاک‬
‫‪99‬‬
‫مقاومت برشی ‪ :‬مقاومت داخلی واحد سطح ان خاک است که می تواند برای مقابله با گسیختگی یا لغزش در امتداد هر صفحه داخلی ‪،‬‬
‫بروز دهد ‪.‬‬
‫معیار مور‪ -‬کولمب ‪:‬‬
‫مور ( ‪ ) 1900‬نظریه برای گسیختگی مصالح ارائه داد که در ان گسیختگی نه به علت تنش قائم حداک ثر و نه تنش برشی حداک ثر ‪ ،‬بلکه به علت‬
‫ترکیبی بحرانی از انها پیش بینی میشود ‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫) ‪, 0‬‬
‫(=‪A‬‬
‫) ‪, 0‬‬
‫(=‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪100‬‬
‫‪x‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫زاویه اصطکاک داخلی خاک‬
‫چسبندگی خاک‬
‫‪O‬‬
‫خاک در نقطه ‪ C‬گسیخته شده است ‪.‬‬
‫‪101‬‬
‫‪R‬‬
‫دو نوع اصطکاک بین ذرات وجود دارد ‪:‬‬
‫‪ .1‬اصطکاک ناشی از چسبندگی‬
‫‪ .2‬اصطکاک ناشی از وزن توده باال وزبری بین ذرات‬
‫هرچقدر ذرات شکل های نامنظم داشته باشند ‪ ،‬اصطکاک بیشتری ایجاد میکنند در نتیجه‬
‫‪102‬‬
‫باالی ی داریم ‪.‬‬
‫‪ -1‬برش مستقیم ‪:‬‬
‫خاک نمونه که ممکن است مربع یا دایره باشد ‪ ،‬را درون مکعب ریخته و نیروی تنش برشی افقی و تنش برشی قائم بر روی‬
‫ان وارد می کنیم ‪ .‬مساحت خاک درون جعبه ‪ 25 cm‬و ‪ 2 cm‬ارتفاع ان است ‪.‬‬
‫نیروی قائم‬
‫با ‪ 18 Kg‬فشار قائم خاک را گسیخته می کنیم ‪:‬‬
‫نیروی برشی‬
‫یک بار دیگر ازمایش را انجام می دهیم ‪ .‬این بار باالی جعبه را یک قرقره میبندیم و میکشیم مقدری‬
‫مقاومت میکند بعد با افزایش وزنه ها ‪ ،‬نیمه باال حکت میکند و خاک گسیخته می شود ‪ .‬فرض کنید تا‬
‫حدود سه کیلوگرم وزنه گذاشته یم و خاک گسیخته می شود ‪.‬‬
‫خاک تاحـدی تحمل می کند و بعـد گسـیـخته می شود ‪.‬‬
‫ازمایش اول‬
‫ازمایش دوم‬
‫‪103‬‬
‫‪C = 0.126‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫این ازمایش بیشتر برای خاکهای ماسه ای انجام می شود ‪.‬‬
‫‪0.139‬‬
‫‪0.083‬‬
‫‪C‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪104‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.5‬‬
‫ازمایش سه محوری ‪:‬‬
‫در ‪ 3‬وضعیت مختلف خاک ‪:‬‬
‫‪ .1‬تحکیم شده زهکشی شده ‪CD‬‬
‫‪ .2‬تحکیم شده زهکشی نشده ‪CU‬‬
‫‪ .3‬تحکیم نشده زهکشی نشده ‪UU‬‬
‫فش ـ ــار هم ــه جانبـه بر نمونه وارد‬
‫میکنیم و اب اضافه از لوله با شیر‬
‫خارج میشود ‪.‬‬
‫مرحله اول ‪ :‬شیر باز است ‪ ،‬تمام تنش بر روی اب وارد می شود ‪.‬‬
‫‪105‬‬
‫خاک‬
‫‪C‬‬
‫‪106‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪ : CD‬سد ساخته شده و می خواهیم پایداری دراز مدت ان را محاسبه می کنیم و خاک تحکیم یافته است ‪.‬‬
‫‪ : CU‬سد ساخته شده و پایداری ان را د مقابل زلزله می سنجیم ‪.‬خاک تحکیم یافته است ‪ .‬در مرحله اول شیر را باز می گذاریم و در مرحله دوم شیر را‬
‫میبندیم ‪.‬‬
‫‪ : UU‬خاک تحکیم نیافته است و شیر بسته است ‪ .‬در این ازمایش سد هنوز ساخته نشده و در حال ساخت است که در حین ساخت سد زلزله امده است ‪.‬‬
‫ازمایش ‪ CD‬از همه گرانتر است ‪.‬‬
‫‪107‬‬
‫ازمایش ‪: CU‬‬
‫‪108‬‬
‫ازمایش ‪: UU‬‬
‫این ازمایش بیشتر برای خاکهای چسبنده انجام میشود ‪.‬‬
‫‪cu‬‬
‫‪109‬‬
‫ازمایش تک محوری ‪:‬‬
‫‪45‬‬
‫خاک‬
‫‪110‬‬
‫فصل نهم‪:‬‬
‫تراکم خاک‬
‫‪111‬‬
‫اهداف تراکم ‪:‬‬
‫•افزایش ظرفیت باربری‬
‫• کاهش نشست‬
‫• افزایش وزن مخصوص‬
‫• کاهش نفوذ پذیری‬
‫روشهای تراکم خاک ‪:‬‬
‫‪ -1‬تراکم غلتکی ‪:‬‬
‫با استفاده از غلطک فقط در قسمت های باالیــی خاک تراکم ایجاد می کند در حدود ( ‪ ) 20-25 cm‬و غلطک فوق سنگین ‪. 50 cm‬‬
‫غلطک های پاچه بزی ‪ :‬در متراکم کردن خاک های رســی ‪.‬‬
‫غلطک های چرخ الستیکی بادی ‪ :‬دارای ردیفهای متعدد چرخ با فواصل کم می باشد و برای متراکم کردن خاکهای رسی و ماسه ای استفاده‬
‫می شوند ‪.‬‬
‫غلطک های چرخ استوانه ای صاف ‪ :‬برای پروفیله کردن بستر و اطوکشی خاکریزهای رسی و ماسه ای مناسب هستند ‪.‬‬
‫غلطک های ارتعاشی ‪ :‬در تراکم خاکهای دانه ای موثر هستند ‪.‬‬
‫‪112‬‬
‫دوغاب سیمان‬
‫دوغاب شیمیایــی‬
‫‪ – 2‬تراکم با تعویض بافت خاک ( تزریق ) ‪:‬‬
‫با گمانه زدن و تزریق دوغاب به خاک استحکام‬
‫متراکم‬
‫میدهند ‪.‬‬
‫سست ( ماسه با تخلخل زیاد )‬
‫متراکم‬
‫‪113‬‬
‫‪ -3‬تراکم انفجاری ‪:‬‬
‫موج انفجار باعث تراکم خاک در قسمت های پایین و‬
‫شل شدن پخش شدن خاک در قسمت های فوقانی‬
‫خاک میشود ‪.‬‬
‫‪ -4‬تراکم ارتعاشی ‪:‬‬
‫با استفاده از سیستم ارتعشی ( میله ویبراتور یا‬
‫فشار اب ) مصالح و مواد خوب به جان خاک‬
‫نفوذ پیدا می کنند ‪.‬‬
‫‪114‬‬
‫‪h‬‬
‫‪2/3h‬‬
‫دینامیت‬
‫‪ -5‬تراکم با پایین اوردن سطح اب ‪:‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪2m‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪115‬‬
‫‪ -5‬تراکم دینامیکی ‪:‬‬
‫جرثقیل های ی هس تند که در حالتهای‬
‫مختلف وزنه های ی را بلندمی کنند و از‬
‫ارتفاع خاصی ‪ 7‬الی ‪ 30‬متر رها می کنند ‪.‬‬
‫این عمق توسط کارشناسان ژوئتکنیک به‬
‫وجودمی ای د‪.‬‬
‫تعداد ضربات بستگی به خاک دارد‪.‬‬
‫‪350 kg‬‬
‫‪7-30 m‬‬
‫‪D=11m‬‬
‫عمق بهبود بر متر‬
‫ارتفاع (متر)‬
‫وزن وزنه ( ‪) ton‬‬
‫‪116‬‬
‫ضریب تجربی ( ‪ ) 0.4 – 0.5‬برای بندرعباس‬
‫‪20 ton‬‬
‫‪20 m‬‬
‫مثال ) با وزنه ‪ 20‬تنی از رتفاع ‪ 20‬متری می توان ‪ 8‬متر خاک را متراکم کرد ‪.‬‬
‫بیشترین تراکم در عمق‬
‫اتفاق می افتد ‪.‬‬
‫در این روش قسمت باالیــی خاک فوق العاده شل شده است و معموال به روش ‪ ironing‬باید کوبیده شوند ‪.‬‬
‫‪117‬‬
‫‪ -6‬پیش بار گذاری ‪:‬‬
‫با احداث خاکریز با ارتفاع معین میتوانیم‪ ،‬همان فشاری را که‬
‫ساختمان وارد می کــند‬
‫را ایجاد کنیم وباعث شویم که خاک نشست خودش را بکند و‬
‫بعد ساختمان اصلی را بجای خاکریز می سازیم‪.‬‬
‫‪32 m‬‬
‫‪5m‬‬
‫‪118‬‬
‫اصول حاکم بر تراکم ‪:‬‬
‫( تراکم غلتکی ( سطحی ) فقط مورد نظر است ‪).‬‬
‫• تراکم در ازمایشگاه‬
‫ازمایشهای اشتو‬
‫• دانسیته در کارگاه‬
‫با مرطوب کردن خاک ‪ ،‬تا یک حد خاصی ‪ ،‬می توان ذرات را متراکم تر کرد ‪.‬‬
‫اما اگر بیش از یک حد مشخص مرطوب کنیم ‪ ،‬فشاربه اب وارد میشود و خاک ابکی و شل می شود ‪.‬‬
‫‪119‬‬
‫تراکم در ازمایشگاه ‪ :‬بدست اوردن‬
‫( وزن مخصوص خشک حداکـثر )‬
‫بهینه و‬
‫در اشتو استاندارد چنین استانداردهایــی داریم ‪:‬‬
‫نمونه خاک عبوری‬
‫¾ یا ‪#4‬‬
‫ضربات هر الیه‬
‫‪56 - 25‬‬
‫الیه‬
‫‪3‬‬
‫ارتفاع‬
‫چکش‬
‫‪30 cm‬‬
‫‪2.5 kg‬‬
‫‪ :‬اشتو استاندارد‬
‫‪10-15 CM‬‬
‫چکش‬
‫‪30 CM‬‬
‫اب‬
‫‪200-300 cc‬‬
‫‪11 M‬‬
‫‪6 kg‬‬
‫مصالح‬
‫‪2.5 kg‬‬
‫نمودار خاک را از الک ¾ عبور داده و ‪ 6 kg‬مواد را انتخاب کرده ‪ .‬حدود ‪ 200-300 cc‬اب به ان اضافه کرده تا مرطوب شود و خاک را در قالب استوانه ای‬
‫ریخته و با چکش و بر اساس نوع ازمایش ‪25‬یا ‪ 56‬بارمی کوبیم ‪ .‬این الیه اول بوده و برای الیه دوم دوباره اب به مواد اضافه می کنیم و همین کارها را ادامه می دهیم‬
‫‪ .‬سپس دانسیته خاک را بدست اورده (‬
‫‪120‬‬
‫) که این وزن مخصوص تر است ‪ .‬درصد رطوبت را هم بدست می اید‬
‫و‬
‫هر بار یک نقطه جدید را بدست می اوریم و این چنین نموداری خواهیم داشت ‪ .‬که از این نمودار میفهمیم که ‪:‬‬
‫‪1.94‬‬
‫‪1.89‬‬
‫‪1.87‬‬
‫‪8% 11% 13%‬‬
‫اشتوی اصالح شده ‪:‬‬
‫نمونه خاک عبوری‬
‫¾ یا ‪#4‬‬
‫ضربات هر الیه‬
‫‪56 - 25‬‬
‫استاندارد‬
‫استاندارد‬
‫‪121‬‬
‫الیه‬
‫‪3‬‬
‫ارتفاع‬
‫چکش‬
‫‪30 cm‬‬
‫‪2.5 kg‬‬
‫اصالح شده‬
‫اصالح شده‬
‫‪E2‬‬
‫‪E1‬‬
‫‪ :‬اشتو استاندارد‬
‫‪1.83‬‬
‫‪5%‬‬
‫مخروط ماسه‬
‫تعیین دانسیته در کارگاه‬
‫بالن الستیکی‬
‫چگالی سنج هسته ای‬
‫وزن ‪w‬‬
‫حجم چاله ‪V‬‬
‫‪122‬‬
‫روش مخروط ماسه ‪:‬‬
‫تنگ توسط قیف از مایه بد دانه بندی شده اتاوا پر شده و‬
‫وزن تنگ و قیف و ماسه درون ان اندازه گیری شده و با‬
‫‪ W1‬نمایش داده میشود ‪.‬‬
‫اگر ‪ :W2‬وزن خاک مرطوب حفره باشدو میزان رطوبت‬
‫خاک حفاری شده معلوم باشد باشد وزن خشک خاک از‬
‫رابطه زیر بدست می اید ‪:‬‬
‫شیر‬
‫بعد از پر شدن حفره ‪ ،‬وزن تنگ ‪ ،‬قیف و ماسه با قیمانده‬
‫در تنگ اندازه گیری شده وبا ‪ W4‬نشان داده میشود ‪:‬‬
‫ورق فوالدی‬
‫مخروط‬
‫حجم حفره حفاری شده‬
‫حفره پر شده توسط ماسه اوتاوا‬
‫‪ :‬وزن ماسه الزم برای پر کردن قیف‬
‫‪ :‬وزن مخصوص خشک ماسه مورد استفاده‬
‫وزن خشک خاک حفاری شده از گودال‬
‫‪123‬‬
‫حجم گودال‬
‫وزن مخصوص‬
‫خشـ ــک خاک متـ ـ ـ ـراکم شده‬