Transcript خاک - حل برخی از مسائل خرپا به روش گره و مقطع

‫با سالم‬
‫ضمن تشکر فراوان از اینکه پروژه اینجانب را انتخاب کردید ‪ ،‬همانطور که فرموده بودید ‪،‬‬
‫توضیحات و مثالهای فصل ‪ 1‬تا جایی که امکان داشت کامل شد ‪.‬‬
‫در صورتی که نیاز به اصالح بود‪،‬لطفا از طریق ایمیل‪[email protected] :‬‬
‫اطالع دهید تا نسبت به رفع آن اقدام شود ‪.‬‬
‫با تشکــر‬
‫کیانوش نوری‬
‫_____________________________________________‬
‫دانلود جزوات عمران در سایت‬
‫‪1‬‬
‫‪www.icivil.ir‬‬
2
‫اصول مهندسی ژئوتکنیک‬
‫‪ -‬مکانیک خاک‬
‫تعداد صفحه ‪127 :‬‬
‫تهیه و تدوین ‪ :‬کیانوش نوری‬
‫‪3‬‬
‫فهرست ‪:‬‬
‫فصل اول ‪ :‬دانه بندی خاک‬
‫فصل نهم ‪ :‬تـــراکم خاک‬
‫فصل دوم ‪ :‬روابط وزنی – حجمی ‪:‬‬
‫فصل سوم ‪ :‬طبقه بندی خاک‬
‫فصل چهارم ‪ :‬جریان آب در خاک‬
‫فصل پنجم ‪ :‬تنش موثر‬
‫فصل ششم ‪ :‬تنش در توده خاک‬
‫فصل هفتم ‪ :‬نشست خاک‬
‫فصل هشتم ‪ :‬مقاومت برشی خاک‬
‫‪4‬‬
‫روی مبحث مورد نظر کلیک کنید ‪.‬‬
‫فصل اول ‪:‬‬
‫دانه بندی خاک‬
‫‪5‬‬
‫خاک ‪ :‬مخلوطغیر یک پارچه ا کانی ها و مواد آلـی فاسد شده که فضای خالی‬
‫آنها توسط آب یا هوا پر شده باشد ‪.‬‬
‫الی و رس‬
‫درشت دانه‬
‫ماسه و شن‬
‫ریز دانه‬
‫مکانیکی ( الک )‬
‫دانه بندی خاک‬
‫هیدرولیکی ( هیدرومتری ) ذرات کوچکتر از ‪0.075mm‬‬
‫‪6‬‬
‫شن‬
‫ماسه‬
‫طبقه بندی متحد‬
‫‪0.075mm< <4.75mm 4.75mm < < 76mm‬‬
‫طبقه بندی آشتو‬
‫‪2mm < < 76mm‬‬
‫‪7‬‬
‫‪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
‫‪8‬‬
‫‪#4‬‬
‫شن‬
‫اندازه روزنه ( ‪) mm‬‬
‫شماره الک‬
‫‪# 10‬‬
‫ماسه‬
‫‪4.750 mm‬‬
‫‪#4‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪2.000 mm‬‬
‫‪# 10‬‬
‫‪0.425 mm‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪0.300 mm‬‬
‫‪# 50‬‬
‫‪0.150 mm‬‬
‫‪# 100‬‬
‫‪# 200‬‬
‫‪0.075 mm‬‬
‫‪# 200‬‬
‫‪PAN‬‬
‫‪# 50‬‬
‫‪# 100‬‬
‫ریزدان‬
‫آزمایش دانه بندی ‪:‬‬
‫دانه بندی دینامیکی به دو‬
‫حالت انجام می شود‬
‫خشک‬
‫شستشویی‬
‫آزمایش شستشویی ‪ :‬مصالح را روی الک شماره ‪ 200‬شستشو میدهیم ‪ .‬سپس مقدار‬
‫مصالح باقی مانده را اندازه میگیریم ‪ .‬مثاالا اگر در الک ‪ 1 kg ، # 200‬باشد ‪ ،‬بعد از‬
‫شستشو ‪ 900 gr‬میشود ‪ 100 gr ،‬از بین رفته که باید در محاسبات به کار ببریم ‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫آزمایش شستشویی ‪ :‬برای این آزمایش از ‪ 4‬الک استفاده میکنیم و درون ‪ shaker‬میگذراریم‬
‫که الک ها به صورت افقی حرکت می کنند ‪ ( .‬در جایی که ذرات چسبنده هستند از این آزمایش‬
‫استفاده میکنیم ‪) .‬‬
‫درصد تجمعی عبوری‬
‫درصد مانده‬
‫وزن مانده روی الک‬
‫‪100 - 20 =80%‬‬
‫‪20%‬‬
‫‪200‬‬
‫‪#4‬‬
‫‪80 - 20 =60%‬‬
‫‪20%‬‬
‫‪200‬‬
‫‪# 20‬‬
‫‪60 - 15 =45%‬‬
‫‪15%‬‬
‫‪150‬‬
‫‪45 - 15 =30%‬‬
‫‪15%‬‬
‫‪150‬‬
‫‪30 - 30 =0‬‬
‫‪30%‬‬
‫‪200+100 = 300‬‬
‫اگر این عدد غیر از صفر بود ‪ ،‬باید سر شکن کنیم ‪ ،‬بدین ترتیب که ‪:‬‬
‫تعداد الک ‪ /‬وزن = وزن مصالح × ‪ %‬عدد بدست آمده‬
‫‪10‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪# 200‬‬
‫مثال ) ‪Dry mass = 3775 gr‬‬
‫‪11‬‬
‫وزن کل مصالح‬
‫‪Wash out = 1585 gr‬‬
‫شسته شده‬
‫‪Dry mass = 3775 gr‬‬
‫وزن مصالحی که آزمایش 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
‫‪12‬‬
‫‪100‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.01‬‬
‫سایز ماکزیمم ذرات ‪ :‬سایزی که ‪ 100 %‬مصالح از آن عبور کرده است ‪.‬‬
‫‪ :D10‬قطر موثر ‪ ،‬قطری است که ‪ 10 %‬مصالح از آن کوچکتر است ‪ 30% ( .‬رد می شود )‬
‫‪ :D30‬قطری است که ‪ 30 %‬مصالح از آن کوچکتر است ‪.‬‬
‫‪ :D60‬قطری است که ‪ 60 %‬مصالح از آن کوچکتر است ‪.‬‬
‫ضریب یکنواختی‬
‫ضریب خمیدگی‬
‫‪13‬‬
60
30
10
D10
D30
D60
14
‫‪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 خاکهایی که شیب تندی دارند و در یک محدوده ی کوچک هستند ‪ ،‬یکنواخت تر هستند ‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫‪%60‬‬
‫‪%10‬‬
‫‪12 mm‬‬
‫اگر ‪ Cu‬باشد ‪ ،‬یعنی خاک کامل یکنواخت است ‪.‬‬
‫‪ Cu‬و ‪ Cc‬واحد ندارند ‪ .‬هیچ وقت شیب نمودار معکوس طی نمی کند ‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫‪%60‬‬
‫‪%40‬‬
‫‪%30‬‬
‫‪%10‬‬
‫‪4‬‬
‫‪1 < Cc < 3‬‬
‫خاکهایی با دانه بندی مناسب‬
‫‪17‬‬
‫‪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
‫‪18‬‬
‫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
‫‪19‬‬
‫قدیم‬
‫‪100 mm‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10 mm‬‬
‫‪20‬‬
‫‪30‬‬
‫‪1 mm‬‬
‫‪30‬‬
‫‪40‬‬
‫‪0.1 mm‬‬
‫‪40‬‬
‫‪10‬‬
‫‪10‬‬
‫‪100 %‬‬
‫‪80 %‬‬
‫مثال) اگر مصالح کوچکتر از‬
‫‪77.8 %‬‬
‫‪ 1 mm‬را نخواهیم ‪ ،‬به روش‬
‫‪50 %‬‬
‫زیر عمل می کنیم ‪:‬‬
‫‪44.4 %‬‬
‫‪10 %‬‬
‫‪100‬‬
‫درصد ‪ – OUT‬درصد قدیم‬
‫درصد ‪100 – OUT‬‬
‫‪50 –10‬‬
‫‪44.4%‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫‪77.8%‬‬
‫‪20‬‬
‫‪80 –10‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫درصد جدید عبوری از هر سایز‬
‫درصد عبوری از ‪1 mm‬‬
‫درصد عبوری از ‪10 mm‬‬
‫‪100 %‬‬
‫‪21‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫‪100 –10‬‬
‫درصد عبوری از ‪100 mm‬‬
‫هر چه ‪ Cu‬بزرگتر باشد نشان دهنده ی گستردگی خاک است ‪ ( .‬شیب کند تر )‬
‫هر چه ‪ Cu‬کوچکتر باشد نشان دهنده یکنواختی خاک است ‪ ( .‬شیب تند تر و‬
‫تک سایز تر )‬
‫مثال ) چند درصد مصالح از ‪ 10 mm‬کوچکتر است ؟‬
‫چند درصد مصالح از ‪ 1 mm‬کوچکتر است ؟‬
‫‪40‬‬
‫‪22‬‬
‫‪10 mm‬‬
‫‪1 mm‬‬
‫فصل دوم‪:‬‬
‫روابط وزنی – حجمی ‪:‬‬
‫‪23‬‬
‫هوا‬
‫‪Vv‬‬
‫‪Wa‬‬
‫‪Va‬‬
‫وزن هوا = ‪0‬‬
‫مایع‬
‫‪Vw‬‬
‫‪Ww‬‬
‫وزن مایع‬
‫جامد‬
‫‪Vs‬‬
‫‪Ws‬‬
‫وزن جامد‬
‫‪Vv‬‬
‫‪24‬‬
‫‪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 ‪:‬‬
‫‪25‬‬
‫نسبت تخلخل ‪:‬‬
‫∞<‪0≤e‬‬
‫درجه اشباع ‪:‬‬
‫∞≤‪0≤S‬‬
‫میزان رطوبت ‪:‬‬
‫∞<‪0≤ω‬‬
26
‫وزن مخصوص مرطوب‬
‫وزن مخصوص خشک‬
‫خشک‬
‫میزان رطوبت‬
‫مرطوب‬
‫وزن مخصوص آب‬
‫‪28‬‬
‫وزن مخصوص سنگدانه ‪:‬‬
‫یا‬
‫وزن مخصوص آب ‪:‬‬
‫چگالی ‪:‬‬
‫واحد ندارد‬
‫‪29‬‬
30
‫حالت کلّی‬
‫رابطه کمکی‬
‫‪ S=1‬چون اشباع است‬
‫وزن مخصوص خاک در حالت اشباع ‪:‬‬
‫‪31‬‬
‫مثال ) برای یک خک اشباع وزن مخصوص خشک ‪15.29‬و میزان رطوبت ‪21%‬‬
‫است‬
‫‪32‬‬
‫را بیابید ‪.‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫مثال ) خاکی با ‪, n = 45%‬‬
‫‪ 10‬خاک اضافه شود تا خاک شباع گردد ‪.‬‬
‫‪33‬‬
‫است ‪ .‬تعیین جرم آبی که باید به‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫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 ‪:‬‬
‫افزایش میزان رطوبت‬
‫مایع‬
‫‪liquid‬‬
‫خمیری‬
‫‪Plastic‬‬
‫‪liquid‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد مایع‬
‫‪34‬‬
‫نیمه جامد‬
‫‪Semisoild‬‬
‫‪Plastic‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد‬
‫خمیری‬
‫جامد‬
‫‪Soild‬‬
‫‪Shrinkage‬‬
‫‪Limit‬‬
‫حد انقباض‬
‫آزمایش 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 آن 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
‫نمونه‬
‫خاک‬
‫‪2 mm‬‬
‫پایه از الستیک‬
‫سخت‬
‫• آزمایش حد مایع ‪ /‬دستگاه کاساگرانده‬
‫‪35‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫حداقل چهار بار آزمایش را برای تنظیم رطوبت خاک انجام‬
‫می دهیم ‪ ،‬مثال اگر شیار با ‪ 34‬ضربه بسته شد ‪ ،‬نشان میدهد‬
‫که خاک ما خشک است ‪ ،‬پس باید آب بیشتر اضافه کنیم ‪:‬‬
‫‪ ‬استاندارد تعداد ضربه ها ‪15 < n < 35 :‬‬
‫‪1 : n = 34‬‬
‫‪2 : n = 19‬‬
‫‪3 : n = 26‬‬
‫‪w = 18 %‬‬
‫‪w = 28 %‬‬
‫‪w = 23 %‬‬
‫‪88%‬‬
‫‪18%‬‬
‫‪34‬‬
‫‪50‬‬
‫‪36‬‬
‫‪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 :‬‬
‫‪37‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪SL‬‬
‫‪0‬‬
‫آزمایش حد انقباض ‪:‬‬
‫ظرف چینی‬
‫الف) قبل از خشک شدن‬
‫ظرف چینی‬
‫ب) بعد از خشک شدن‬
‫فعالیت ‪:‬‬
‫= فعالیت خاکهای ریزدانه‬
‫درصد وزنی ذرات رسی با سایز‬
‫خاک ‪1‬‬
‫خاک ‪2‬‬
‫کمتر از‬
‫هر چه شیب نمودار بیشتر باشد‪،‬خاک فعالیت بیشتری دارد‪.‬‬
‫‪38‬‬
‫درصد وزنی ذرات رسی با سایز کمتر از‬
‫‪PI‬‬
‫مثال )‬
‫= فعالیت ‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪PI=20‬‬
‫‪PI‬‬
‫‪PI=8‬‬
‫= فعالیت ‪A‬‬
‫‪30%‬‬
‫مثال )‬
‫‪PI A=8%‬‬
‫‪PI B=4%‬‬
‫خاک ‪ A‬تا ‪ 16%‬آب جذب می کند ‪ LL .‬بزرگتری دارد‪.‬پس محدوده خمیری آن بزرگتر است ‪.‬‬
‫رفتار خمیری بیشتری دارد ‪ .‬چون ‪ LL‬بزرگتری دارد ‪.‬‬
‫پـــایــان فصـــل دوم‬
‫‪39‬‬
‫طبقه بندی خاک‬
‫‪40‬‬
‫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 ژئوتکنیک‬
‫استفاده میکنند ‪.‬‬
‫‪41‬‬
‫طبقه بندی آشتو ( ‪: ) 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 آنها از الک ‪NO 200‬‬
‫کمتر از ‪ 35%‬است ‪ .‬خاک های که درصد عبوری آنها از الک نمره ‪ NO 200‬بیشتر ‪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
‫‪42‬‬
‫‪A-5‬‬
‫‪A-6‬‬
‫‪A-7‬‬
‫‪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 ‪:‬‬
‫‪43‬‬
‫مثال )‬
‫‪# 10‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪44‬‬
‫‪100%‬‬
‫ریزانه‬
‫‪A-4‬‬
‫‪80%‬‬
‫‪# 10‬‬
‫‪# 40‬‬
‫‪# 200 ≥ 36 %‬‬
‫‪# 200 58%‬‬
‫‪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
45
‫طبقه بندی متحد ‪:‬‬
‫‪W‬‬
‫‪P‬‬
‫‪C‬‬
‫‪M‬‬
‫‪L‬‬
‫‪H‬‬
‫‪46‬‬
‫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
‫مقدار شن بیشتر‬
‫از ماسه باشد‬
‫عبوری از الک ‪# 200‬‬
‫کمتر از ‪50%‬‬
‫درشت دانه‬
‫شــن‬
‫‪#200‬‬
‫< ‪5%‬‬
‫‪CU>4‬‬
‫‪1<Cc<3‬‬
‫‪GW‬‬
‫اگر یکی از دو‬
‫شرط باال نباشد‬
‫‪12% > #200‬‬
‫ریزدانه رسی‬
‫است یا الی‬
‫‪GP‬‬
‫‪GM‬‬
‫‪GC‬‬
‫‪GW-GC‬‬
‫‪ 5% > #200 > 12%‬نامگذاری‬
‫دوگانه‬
‫‪GW-GM‬‬
‫‪GP-GC‬‬
‫‪GP-GM‬‬
‫‪47‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪CU>4‬‬
‫‪1<Cc<3‬‬
‫‪#200‬‬
‫< ‪5%‬‬
‫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
‫‪48‬‬
‫‪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
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫‪10‬‬
‫‪21‬‬
‫‪63‬‬
‫‪94‬‬
‫‪1:‬‬
‫‪90‬‬
‫‪95‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪100‬‬
‫‪2:‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪NP‬‬
‫‪-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪28‬‬
‫‪55‬‬
‫‪86‬‬
‫خاک ‪: 1‬‬
‫‪ S‬ماسه‬
‫درشت دانه‬
‫??? ‪ SP‬یا ‪SW‬‬
‫‪49‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫ریز دانه‬
‫‪PI‬‬
‫‪= 25.5‬‬
‫‪LL‬‬
‫‪= 55‬‬
‫اما در جدول به ازای ‪ PI = 28 ، LL = 55‬است اما ما از فرمول ‪ PI = 25.5‬را بدست‬
‫آوردیم پس خاک رسی است ‪ .‬پس ‪ C‬را داریم و چون ‪ LL > 50%‬است پس پسوند ‪H‬‬
‫دارد پس نوع خاک ‪ CH‬است ‪.‬‬
‫‪50‬‬
‫مثال ) دو خاک زیر را طبقه بندی کنید ‪:‬‬
‫‪Cc‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪PL‬‬
‫‪LL‬‬
‫الی و رس‬
‫‪2.9‬‬
‫‪4.8‬‬
‫‪16‬‬
‫‪32‬‬
‫‪11%‬‬
‫ماسه‬
‫شن‬
‫‪29% 60%‬‬
‫درشت دانه‬
‫‪60% > 29%‬‬
‫چون ماسه بیشتر از شن است پس ماسه است ( ‪) S‬‬
‫نام گذاری دوگانه داریم‬
‫ماسه بد دانه بندی شده رس دار‬
‫‪51‬‬
‫‪SP‬‬
‫‪SP – SC‬‬
‫‪8.76 < 16‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫رس‬
‫الی‬
‫‪A‬‬
‫‪LL‬‬
‫پـــایــان فصـــل ســــوم‬
‫‪52‬‬
‫‪u‬‬
‫‪PI‬‬
‫فصل چهار ‪:‬‬
‫جریان‬
‫آب‬
‫در خاک‬
‫‪53‬‬
‫کاربرد این مبحث ‪:‬‬
‫تعیین میزان جریان در خاک – نشست تحکیم در خاکهای رسی – تعیین دبی آب در گود برداری ‪.‬‬
‫جریان آب در خاک ‪:‬‬
‫آب‬
‫آب‬
‫‪B‬‬
‫سطح پتانسیل‬
‫‪54‬‬
‫‪A‬‬
‫صفر است ‪ ،‬چون سرعت در خاک ناچیز است‬
‫هد فشاری هد جنبشی‬
‫‪55‬‬
‫هد‬
‫پتانسیل‬
‫گرادیان هیدرولیکی ‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ : K‬ضریب نفوذ پـــذیری خــــاک‬
‫واحد ‪:‬‬
‫گرادیان هیدرولیکی‬
‫و برای خاکهای که‬
‫نفوذ پذیری کمی دارند‬
‫‪56‬‬
‫‪A‬‬
‫است‪.‬‬
‫سرعت جریان آب در خاک‬
‫واحد ‪cm/s :‬‬
‫نمودار سرعت – شیب هیدرولیکی ‪:‬‬
‫‪57‬‬
‫‪ 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
‫بزرگتر باشد‬
‫دانه ها بزرگتر است‪.‬‬
‫‪ -3‬درجه اشباع خاک ‪:‬‬
‫هرچقدر اشباع باالتر باشد‬
‫نفوذ پذیری باالتر است‪.‬‬
‫‪ -4‬منحنی دانه بندی خاک‬
‫‪ -5‬تخلخل‬
‫‪ -6‬زبری دانه ها ‪ :‬هر چه زبرتر باشد ‪ ،‬نفوذ پذیری پایین تر است‪.‬‬
‫‪58‬‬
) ‫مثال‬
1m
1m
A
1m
B
59
‫روابط تجربی‬
‫هد ثابت‬
‫آزمایشگاه‬
‫هد نزولی‬
‫لوفران‬
‫‪60‬‬
‫کارگاه‬
‫تعیین ضریب نفوذ پذیری‬
‫روابط تجربی ‪:‬‬
‫رابطه هازن‬
‫‪Cm‬‬
‫‪ 1 – 1.5‬ماسه یکنواخت‬
‫رابطه کازاگرانده‬
‫نفوذ پذیری هد ثابت ( آزمایشگاه ) ‪:‬‬
‫‪ A‬سطح مقطع‬
‫خاک‬
‫حجم آب ریخته شده‬
‫در ظرف کوچک‬
‫‪61‬‬
‫‪V‬‬
‫حجم آب‬
‫نفوذ پذیری معادل افقی ‪:‬‬
‫دبی ‪ :‬حجم سیالی که در واحد زمان‬
‫از سطح مشخصی عبور می کند‪.‬‬
‫‪1:‬‬
‫‪2:‬‬
‫‪62‬‬
‫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
‫‪63‬‬
‫کل صفر شـود ‪.‬‬
‫شبکه جریان ‪:‬‬
‫در رسم یک شبکه جریان باید‬
‫‪ -1‬چشمه ها مربع باشند ‪.‬‬
‫دو قاعده مراعات شود ‪:‬‬
‫‪ -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 ‪.‬‬
‫‪ ‬آب از بین خطوط جریان عبور می کند و نمی تواند خطی را قطع کند ‪.‬‬
‫‪ ‬آب 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
‫‪64‬‬
‫را بین ‪ 4‬تا ‪ 7‬در نظر بگیریم ‪ ،‬شکل خوب رسم می شود ‪.‬‬
‫سطح آب‬
‫مثال )‬
‫سطح آب‬
‫هد کل = ‪50m‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪20m‬‬
‫‪D‬‬
‫‪c‬‬
‫‪12‬‬
‫‪11‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8m‬‬
‫‪11m‬‬
‫‪8‬‬
‫‪1‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫مسیر جریان‪:‬‬
‫تعداد افت پتانسیل ‪:‬‬
‫‪65‬‬
‫‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫راه دوم ‪:‬‬
‫اگر از سمت راست به چپ برویم ‪:‬‬
‫اگر در نقطه ‪ C‬پیزومتر بگذاریم‬
‫آب ‪ 30.5m‬باال می آید ‪.‬‬
‫اگر در نقطه ‪ D‬پیزومتر بگذاریم‬
‫آب ‪ 39m‬باال می آید ‪.‬‬
‫‪66‬‬
‫افت هد بین دو خط‬
‫تعیین میزان تراوشی ‪:‬‬
‫دبی‬
‫تفاوت هد کلی‬
‫دبی‬
‫دبی کلی که از زیر سازه عبور می کند‬
‫‪67‬‬
‫سر ریز هیدرولیکی ‪ :‬با عث می شود که آب با سرعت مالیم به طرف راست حرکت کند ‪.‬‬
‫‪40 m‬‬
‫سطح آب‬
‫مثال )‬
‫‪2 1‬‬
‫‪20m‬‬
‫‪15‬‬
‫‪1314‬‬
‫‪68‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪11 12‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪3 4‬‬
‫‪2‬‬
‫یعنی‬
‫برای یک سانتی متر‬
‫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
‫‪69‬‬
‫بگذرایم تا تمام آب 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
‫را با این کار افزایش میدهیم ‪.‬‬
‫و‬
‫‪70‬‬
‫سطح آب‬
‫محاسبه نیرو ( ‪ ، ) UPLIFT‬باال بر ‪ ،‬بر کنش ‪:‬‬
‫‪40m‬‬
‫سطح آب‬
‫تن ‪ = 50000‬وزن سازه‬
‫‪20m‬‬
‫‪5m‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪H=45m‬‬
‫‪20m‬‬
‫افت بین هر دوخط‬
‫‪71‬‬
‫یعنی اگر در نقطه ‪ A‬یک پیزومتر بگذاریم آب‬
‫‪ 22.34‬متر باال می رود ‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪7.66‬‬
‫‪22.34‬‬
‫ضریب اطمینان در مقابل ناپایداری‬
‫‪72‬‬
‫فصل پنج ‪:‬‬
‫تنش موثـــــر‬
‫‪73‬‬
‫فشار کل در صفحه ‪A‬‬
‫فشار وارد شده به آب‬
‫فشــــار وارد‬
‫شده به ذرات‬
‫خاک‬
‫وزن مخصوص آب ‪ -‬وزن مخصوص مصالح = وزن مخصوص موثر‬
‫‪74‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر بسته‬
‫‪75‬‬
‫نشت رو به باال ‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر باز‬
‫جریان ورودی‬
‫‪76‬‬
‫نشت رو به پایین ‪:‬‬
‫جریان ورودی‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫شیر باز‬
‫جریان خروجی‬
‫‪77‬‬
‫مثال ) در نقاط ‪ A‬و ‪ B‬و ‪ C‬و ‪ D‬تنش های‬
‫کل‪،‬موثـر و فشار آب را حساب کنید ‪.‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫‪78‬‬
‫‪3m‬‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫‪3m‬‬
‫‪13 m‬‬
‫نیروی تراوش بر واحد حجم ( پدیده رگاب ) ‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Z‬‬
‫افزایش تنش موثر وارد بر‬
‫خاک بر اثر جریان آب ‪.‬‬
‫‪79‬‬
‫نیروی تراوش بر واحد حجم‬
‫سطح آب‬
‫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 ‪:‬‬
‫‪80‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫قابل قبول نیست‬
‫‪>4 - 5‬‬
‫باید‬
‫پـــایــان فصـــل پنجم‬
‫‪81‬‬
‫تنش در توده خاک‬
‫‪82‬‬
‫کاربرد دایره مور ‪:‬‬
‫‪83‬‬
‫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
‫‪84‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫وسط خط ‪A,B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪350‬‬
‫‪200‬‬
‫‪100‬‬
‫‪B‬‬
‫‪85‬‬
‫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
‫‪86‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫بچرخد‬
‫`‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫`‪B‬‬
‫پـــایــان فصـــل ششم‬
‫‪87‬‬
‫فصل هفت‪:‬‬
‫نشست خاک‬
‫‪88‬‬
‫نشست‬
‫فرایش تنش فشاری در خاک‬
‫کاهش تخلخل‬
‫( االستیک ) آنی‬
‫اولیه‬
‫ثانویه‬
‫‪89‬‬
‫تحکیم‬
‫انواع نشست‬
‫آنی‬
‫نشست آنی در همه خاک ها ایجاد می شود ‪.‬‬
‫فشار‬
‫نشست تحکیم فقط در خاک رسی است ‪.‬‬
‫تراز آب زیر زمینی‬
‫ماسه‬
‫رس اشباع‬
‫‪90‬‬
‫‪Z=0‬‬
‫‪+‬‬
‫‪t=0‬‬
‫=‬
‫عمق‬
‫‪Z=H‬‬
‫در لحظه اول که بار می گذاریم‬
‫تمام فشار بر روی آب است (‬
‫)‬
‫∞ <‪0<t‬‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫∞=‪t‬‬
‫‪91‬‬
‫آزمایش تحکیم یک بعدی ( ادئومتری ) ‪:‬‬
‫را وارد کرده و ‪ 24‬ساعت برای‬
‫‪‬‬
‫نشست وقت میدهیم ‪:‬‬
‫حلقه فلزی‬
‫نمونه خاک‬
‫سنگ متخلخل‬
‫کاهش تخلخل‬
‫روز قبــــــــل‬
‫‪92‬‬
‫تخلخل تخلخل‬
‫اولیــه‬
‫روز دوم‬
‫مثال ) جرم کل نمونه ای ‪ 128 gr‬است ‪ .‬ارتفاع شروع آزمایش ‪ ، 254 cm‬مساحت‬
‫‪ 30.68‬سانتیمر مربع میباشد ‪ .‬محاسبات الزم را انجام داده ونمودار ‪ e‬در مقابل ‪ logp‬را‬
‫رسم نمایید ‪:‬‬
‫‪93‬‬
‫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
‫‪94‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
95
‫محاسبه نشست خاک ‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪96‬‬
‫‪A‬‬
‫‪S‬‬
‫بررسی خاک برای محاسبه‬
‫‪:‬‬
‫‪ )1‬خاک عادی تحکیم یافته ‪ :‬فشاری که اکنون به خاک وارد می شود ‪ ،‬حداکثر‬
‫فشـــاری است که در گذشته بر خاک وارد می شده است ‪.‬‬
‫‪ )2‬خاک پیش تحکیم یافته ‪ :‬فشاری که به خاک وارد می شود ‪ ،‬کمتر از حداکثر‬
‫فشـــاری 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
‫‪97‬‬
‫پیش تحکیم‬
‫رس دست نخورده‬
‫رس دست خورده‬
‫‪98‬‬
‫مثال ) نشست ر محاسبه کنید و مشخص کنید خاک عادی تحکیم یافته است یا پیش تحکیم یافته ؟‬
‫‪100 KN‬‬
‫‪1m‬‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫‪3m‬‬
‫‪99‬‬
‫‪e‬‬
‫نشست تحکیم ثانویه ‪:‬‬
‫تخلخل‬
‫نشست‬
‫‪t‬‬
‫زمان‬
‫نشست تحکیم‬
‫ثانویه‬
‫زمان ورد نظر‬
‫تحکیم ثانویه‬
‫‪100‬‬
‫نشست آنی‬
‫نشست تحکیم‬
‫اولیه‬
‫زمان مربــوط بـــه‬
‫انتهای تحکیم اولیه‬
‫سرعت تحکیم اولیه ‪:‬‬
‫هدف ‪ :‬بدست آوردن میزان نشست در سال های مختلف‬
‫فرضیات ترزاقی ‪:‬‬
‫‪ .1‬سیستم آب و رس همگن است ‪.‬‬
‫‪ .2‬ذرات خاک غیر قابل تراکمند ‪.‬‬
‫‪ .3‬آب غیر قابل تراکم است ‪.‬‬
‫‪ .4‬تراوش آب یک بعدی ( قائم ) است ‪.‬‬
‫سطح آب زیر زمینی‬
‫ماسه‬
‫رس‬
‫•‬
‫‪A‬‬
‫‪Z‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ .5‬قانون دارسی ( ‪ ) V=Ki‬حاکم است ‪.‬‬
‫‪ .6‬خاک کامال اشباع است ‪.‬‬
‫سپس با این فرضیات روابط زیر را بیان کرد ‪:‬‬
‫درجه تحکیم در زمان ‪t‬‬
‫و در عمق ‪Z‬‬
‫درجه تحکیم الیه در زمان ‪t‬‬
‫‪101‬‬
‫زهکشی یکطرفه‬
‫عامل زمان‬
‫زهکشی دو‬
‫طرفه‬
‫نشست آنـی ( االستیک ) ‪:‬‬
‫ضریب پواسن خاک‬
‫نشست آنـی‬
‫تنش زیر پی‬
‫عرض پی‬
‫ثانویه‬
‫‪102‬‬
‫آنـی‬
‫نشست تحکیم اولیه‬
‫فصل هشتم ‪:‬‬
‫مقاومت برشی خاک‬
‫‪103‬‬
‫مقاومت برشی ‪ :‬مقاومت داخلی واحد سطح آن 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 آن گسیختگی نه به‬
‫علت تنش قائم حداکثر و نه تنش برشی حداکثر ‪ ،‬بلکه به علت ترکیبی بحرانی از آنها‬
‫پیش بینی میشود ‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫) ‪, 0‬‬
‫(=‪A‬‬
‫) ‪, 0‬‬
‫(=‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪104‬‬
‫‪x‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫زاویه اصطکاک‬
‫داخلی خاک‬
‫چسبندگی‬
‫خاک‬
‫خاک در نقطه ‪ C‬گسیخته شده است ‪.‬‬
‫‪105‬‬
‫‪O‬‬
‫‪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
‫باالیی داریم ‪.‬‬
‫‪106‬‬
‫‪ -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 آن وارد می کنیم ‪ .‬مساحت خاک‬
‫درون جعبه ‪ 25 cm‬و ‪ 2 cm‬ارتفاع آن است ‪.‬‬
‫نیروی قائم‬
‫با ‪ 18 Kg‬فشار قائم خاک را گسیخته می کنیم ‪:‬‬
‫یک بار دیگر آزمایش 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 ‪.‬‬
‫نیروی برشی‬
‫خاک تاحـدی تحمل می کند و بعـد گسـیـخته می شود ‪.‬‬
‫آزمایش اول‬
‫آزمایش دوم‬
‫‪107‬‬
‫‪C = 0.126‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫این آزمایش بیشتر برای خاکهای ماسه ای انجام می شود ‪.‬‬
‫‪0.139‬‬
‫‪0.083‬‬
‫‪C‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪108‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.5‬‬
‫آزمایش سه محوری ‪:‬‬
‫در ‪ 3‬وضعیت مختلف خاک ‪:‬‬
‫‪ .1‬تحکیم شده زهکشی شده ‪CD‬‬
‫‪ .2‬تحکیم شده زهکشی نشده ‪CU‬‬
‫‪ .3‬تحکیم نشده زهکشی نشده ‪UU‬‬
‫مرحله اول ‪:‬‬
‫آب وارد می شود ‪.‬‬
‫‪109‬‬
‫فشـــــار همـــه جانبـه بر‬
‫نمونه وارد میکنیم و آب‬
‫اضافه از لوله با شیر‬
‫خارج میشود ‪.‬‬
‫شیر باز است ‪ ،‬تمام تنش بر روی‬
‫خاک‬
‫‪C‬‬
‫‪110‬‬
‫ادامه در صفحه بعد‬
‫‪ : CD‬سد ساخته شده و می خواهیم پایداری دراز مدت آن را محاسبه می کنیم و خاک تحکیم یافته است ‪.‬‬
‫‪ : CU‬سد ساخته شده و پایداری آن 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 آزمایش سد هنوز ساخته نشده و در حال‬
‫ساخت است که در حین ساخت سد زلزله آمده است ‪.‬‬
‫آزمایش ‪ CD‬از همه گرانتر است ‪.‬‬
‫‪111‬‬
‫آزمایش ‪: CU‬‬
‫‪112‬‬
‫آزمایش ‪: UU‬‬
‫این آزمایش بیشتر برای خاکهای چسبنده انجام میشود ‪.‬‬
‫‪cu‬‬
‫‪113‬‬
‫آزمایش تک محوری ‪:‬‬
‫‪45‬‬
‫خاک‬
‫‪114‬‬
‫فصل نهم‪:‬‬
‫تراکم خاک‬
‫‪115‬‬
‫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 باالیی 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 ‪.‬‬
‫‪116‬‬
‫غلطک های ارتعاشی ‪ :‬در تراکم خاکهای دانه ای موثر هستند ‪.‬‬
‫دوغاب سیمان‬
‫دوغاب شیمیایی‬
‫‪ – 2‬تراکم با تعویض بافت خاک ( تزریق ) ‪:‬‬
‫با گمانه زدن و تزریق دوغاب به‬
‫متراکم‬
‫خاک استحکام میدهند ‪.‬‬
‫سست ( ماسه با تخلخل زیاد )‬
‫متراکم‬
‫‪117‬‬
‫‪ -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 آب )‬
‫مصالح و مواد خوب به جان‬
‫خاک نفوذ پیدا می کنند ‪.‬‬
‫‪118‬‬
‫‪h‬‬
‫‪2/3h‬‬
‫دینامیت‬
‫‪ -5‬تراکم با پایین آوردن سطح آب ‪:‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪2m‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪119‬‬
‫‪ -5‬تراکم دینامیکی ‪:‬‬
‫جرثقیل هایی هسـتند که در‬
‫حالتهای مختلف وزنه هایی‬
‫را بلندمی کنند و از ارتفاع‬
‫خاصی ‪ 7‬الی ‪ 30‬متر رها‬
‫می کنند ‪.‬‬
‫این عمق توسط کارشناسان‬
‫ژئوتکنیک به وجودمی آیـد‪.‬‬
‫تعداد ضربات بستگی به‬
‫خاک دارد‪.‬‬
‫‪350 kg‬‬
‫‪7-30 m‬‬
‫‪D=11m‬‬
‫عمق بهبود بر متر‬
‫ارتفاع (متر)‬
‫وزن وزنه ( ‪) ton‬‬
‫‪120‬‬
‫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 باالیی خاک فوق العاده شل شده است و معموال به روش ‪ ironing‬باید کوبیده شوند ‪.‬‬
‫‪121‬‬
‫‪ -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
‫‪122‬‬
‫اصول حاکم بر تراکم ‪:‬‬
‫( تراکم غلتکی ( سطحی ) فقط مورد نظر است ‪).‬‬
‫آزمایشهای آشتو‬
‫‪ ‬تراکم در آزمایشگاه‬
‫‪ ‬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 آب وارد میشود و خاک آبکی و‬
‫شل می شود ‪.‬‬
‫‪123‬‬
‫تراکم در آزمایشگاه ‪ :‬بدست آوردن‬
‫( وزن مخصوص خشک حداکثر )‬
‫بهینه و‬
‫در آشتو استاندارد چنین استانداردهایی داریم ‪:‬‬
‫نمونه خاک عبوری‬
‫ضربات هر الیه‬
‫الیه‬
‫ارتفاع‬
‫چکش‬
‫¾ یا ‪#4‬‬
‫‪56 - 25‬‬
‫‪3‬‬
‫‪30 cm‬‬
‫‪2.5 kg‬‬
‫‪ :‬آشتو استاندارد‬
‫‪10-15 CM‬‬
‫چکش‬
‫‪30 CM‬‬
‫آب‬
‫‪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 cc‬آب به آن اضافه کرده‬
‫تا مرطوب شود و خاک را در قالب استوانه ای ریخته و با چکش و بر اساس نوع آزمایش ‪25‬یا ‪ 56‬بارمی‬
‫کوبیم ‪ .‬این الیه اول بوده و برای الیه دوم دوباره آب به مواد اضافه می کنیم و همین کارها را ادامه می دهیم ‪.‬‬
‫سپس دانسیته خاک را بدست آورده (‬
‫بدست می آید و‬
‫‪124‬‬
‫) که این وزن مخصوص تر است ‪ .‬درصد رطوبت را هم‬
‫هر بار یک نقطه جدید را بدست می آوریم و این چنین نموداری خواهیم داشت ‪ .‬که از این نمودار میفهمیم که ‪:‬‬
‫‪1.94‬‬
‫‪1.89‬‬
‫‪1.87‬‬
‫‪8% 11% 13%‬‬
‫آشتوی اصالح شده ‪:‬‬
‫نمونه خاک عبوری‬
‫ضربات هر الیه‬
‫الیه‬
‫ارتفاع‬
‫چکش‬
‫¾ یا ‪#4‬‬
‫‪56 - 25‬‬
‫‪3‬‬
‫‪30 cm‬‬
‫‪2.5 kg‬‬
‫استاندارد‬
‫استاندارد‬
‫‪125‬‬
‫اصالح شده‬
‫اصالح شده‬
‫‪E2‬‬
‫‪E1‬‬
‫‪ :‬آشتو استاندارد‬
‫‪1.83‬‬
‫‪5%‬‬
‫مخروط ماسه‬
‫تعیین دانسیته در کارگاه‬
‫بالن الستیکی‬
‫چگالی سنج هسته ای‬
‫وزن ‪w‬‬
‫حجم چاله ‪V‬‬
‫‪126‬‬
‫روش مخروط ماسه ‪:‬‬
‫تنگ توسط قیف از مایه بد دانه بندی شده اتاوا پر شده و‬
‫وزن تنگ و قیف و ماسه درون آن 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 آید ‪:‬‬
‫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
‫‪ :‬وزن ماسه الزم برای پر کردن قیف‬
‫حفره پر شده توسط ماسه اوتاوا‬
‫‪ :‬وزن مخصوص خشک ماسه مورد استفاده‬
‫وزن خشک خاک حفاری شده از گودال‬
‫‪127‬‬
‫حجم گودال‬
‫وزن مخصوص‬
‫خشــــک خاک‬
‫متـــــــراکم شده‬