صنايع شيميايي ژيكاوا

تنش مجاز خاك تعيين

تنش مجاز خاك تعيين

روش تحليلي و اساسي تعيين ظرفيت بار پذيري و مقاومت مجاز خاك
پي هر ساختمان بايد قادر به تحمل فشار وارده از احداث ساختمان مورد نظر باشد ، بدون آنكه سبب تخريب و آسيب رساندن به سازه و تاسيسات ساختمان گردد . اين موارد نيازمند آن است كه خاكي كه در زير پي واقع شده و پي فشار خود را به آن منتقل مي كند بيش از توان بار پذيري خود تحت تنش قرار نگيرد و همزمان تغيير شكلهاي بجود آمده در خاك چه به علت وارد شدن فشارها از طريق پي و چه به علت عمل نيروهاي طبيعي در آن ايجاد نشستي بيش از نشست مجاز نكند . فشاري كه از طريق پي بر خاك زير ۀن وارد شده بدون ـنكه تنش فوق العاده اي در آن ايجاد كند (بدون آنكه شكست برشي ايجاد كند) ظرفيت بار پذيري خاك گفته مي شود . بطور معمول بار گذاري بر روي خاك از طريق پي در خاك ، ايجاد تغيير شكل مي كند كه اين تغيير شكل بصورت نشست كه حركت پي در جهت ساختمان به طرف پايين خاك حركات جانبي نيزدر اثر بارگذاري مي نمايد كه حركات جانبي خاك نيز حائز اهمييت است . از نكات مهم ديگر اكان حركات پي به علت پديده هاي طبيعي مانند تورم خاك ، انقباض خاك ناشي از تغييرات رطوبتي و يا يخبندان در خاك است . مقدار بار و نوع بار وارده بر پي ( بار استاتيكي ، بار زنده و يا بار تكراري ) ، پيش نياز عملكرد پي ( مانند حد اكثر نشست مجاز پي ) ، بالاخره ويژگيها و خصوصيات خاك همگي عواملي هستند كه در انتخاب نوع و ابعاد و اندازه پي مورد نياز و رفتار بعدي آن موثرند .
قبلا از روشهاي ساده تر و كم دقت تر تعيين ظرفيت بار پذيري و فسار مجاز خاك بحث و نتيجه گيري شد . در مقابل روشهاي ذكر شده بالا و نقاط ضعف و قوت آنها ، روش تحليلي كه اطلاعات اوليه آن از طريق بررسي ها و جمع آآاوري آمار پديده هاي طبيعي ( كليماتولوژي ) – بدست آوردن اطلاعات مربوط به زمين شناسي و تكتونيك – حفر گمانه هاي آزمايشي همراه با آزمايش هاي محلي و هم زمان اجراي آزمايش ضربه و نفوذ ( كه نه به عنوان تنها روش اطلاعاتي، بلكه به عنوان تكميل كننده و يا اطلاعات همسنگ ديگر كه بدين ترتيب نقطه قوت و امتيازي محسوب مي شود ) – اندازه گيري سطح آب زير زميني و تغييرات آن – نمونه برداري هاي مختلف – انجام آزمايشات فيزيكي – مكانيكي و شيميايي – و ساير آزمايشاتي كه خوصوصيات و ويژگيهاي خاك را نشان مي دهد – ترسم لايه بندي ها و مقاطع لايه هاي زير سطحي ( عمقي ) خاك و تحليل داده هاي جمع آوري شده با استفاده از روابط شناخته شده و توصيه شده مقامات ذيصلاح علمي ، امروزه دقيق ترين و مطمئن ترين روش تعيين ظرفيت بار پذيري خاك است البته بايد ياد آور شد كه اين روش دقيق تر و مطمئن تر ، روشهاي پذيرفته شده مطالعات خاك و طراحي پي امروزي است . همين روشها داراي سوابق تاريخي بوده و در گذشته بسار محافظه كارانه تر و كم دقت تر بوده اند ، ولي با پيشرفت تكنيكها و بالا رفتن دقت وسايل اندازه گيري به سطح امروزي رسيده اند . يقينا با تحقيقات بيشتر ئ گامهاي بزرگتر علمي و با پيدايش وسايل تحقيق جديدتر تعيين خصوصيات فيزيكي و مكانيكي خاك و تعيين آن در كنش خاك و سازه به مراطب دقيق تر از سطح فعلي خواهد شد . اروزه اگر چه در مكانيك خاك و طراحي پي از روشهاي علمي استفاده زياد مي شود ، ليكن هنوز نمي توان پاسخ هاي بدست آمده را هميشه نهايي و قطعي تلقي گردد . بايد اذعان كرد در اين رشته از علم مهندسي ، حتي دقيق ترين و مطمئن ترين روش تحليل و علمي پذيرفته شده امروزي در باره تصميم گيري نهايي نسبت به نوع پي ، رفتار مورد انتظار خاك ، اندر كنش خاك و پي تحت فشار ، روشهاي بهينه ساخت و اجراي پي ، كنترل محلي اجراي پي ، كنترل محلي اجراي عمليات پي سازي و مخصوصا كنترل اجراي تقويت خاك به شدت تاثير پذير از تجربه مهندس خاك شناس و نيز به بينش علمي ، بصيرت تجربي و فراست او بستگي دارد .
عوامل اصلي بارپذيري خاك :
بارپذيري و يا مقاومت هر خاك كه تحت فشاري از طريق پي قرار گيرد به دو گروه عوامل بستگي دارد. گروهي كه مربوط به خاك است و گروهي كه از پي ناشي مي شود ( شكل، ابعاد، ضخامت، عمق، مقدار و نحوه بارگذاري و ... ). عوامل گروه اول عبارتند از:
1- چسبندگي خاك
2- زاويه اصطحكاك داخلي دانه هاي خاك
3- تراكم پذيري خاك
4- موقعيت سطح آبهاي زيرزميني
5- ناهمگني دانه هاي خاك و غير يكنواختي آن
6- شيب لايه هاي خاك
7- ناصافي و زبري سطح خاكي كه پي بر روي آن قرار مي گيرد
در ميان عوامل ذكر شده در بالا، چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي ( عوامل 1و2 ) كه هر دو قابل اندازه گيري در آزمايشگاه هستند، عوامل اصلي و عمده ايجاد مقاومت يا خاصيت بارپذيري خاك محسوب مي شوند. حضور و يا غيبت ساير عوامل نقش درجه دومي دارند. به علاوه دو عامل چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي تنها عوامل ايجاد كننده مقاومت برشي خاك هستند. به همين دليل در بررسي و محاسبه بارپذيري خاك دو عامل مذكور اساس محاسبه و بررسي خاك مي باشند و محاسبات مقاومت خاك بر آن دو عامل استوار است. از اين دو عامل، چسبندگي عامل عمده ايجاد مقاومت در خاكهاي ريزدانه رسي و سيلتي است و زاويه اصطكاك داخلي عامل اساسي ايجاد مقاومت در خاكهاي درشت دانه، ماسه ها و شن ها است.
رس ها از دانه هاي فوق العاده ريزي تشكيل شده اند كه با قوي ترين ميكروسكوپ ها عادي قابل رؤيت نيستند و فقط با ميكروسكوپ الكترونيكي بسيار قوي قابل مشاهده اند. اين دانه ها كه از مواد معدني كريستاله و مختلفي تشكيل يافته اند، به شكل صفحه يا بشقاب هستند كه با نظم خاصي در مجاورت يكديگر قرار مي گيرند. مولكولهاي اين دانه هاي بشقاب مانند قدرت شديد جذب آب بين دانه ها داشته و در اثر جذب آب ايجاد اتصال و كشش زيادي بين دانه ها مي كنند كه به پديده چسبندگي (Cohesion ) مشهور است. به بيان ديگر چسبندگي خاك نيروي اتصالي و به هم چسبيدن دانه هاي فوق العاده ريز خاك است كه توسط آب بوجود آمده و خاك از طريق تمايل شديد و قدرت جذب زياد، مولكولهاي آب را بين دانه هاي بشقاب مانند خود قرار مي دهد. نيروي چسبندگي رس ها و دانه هاي خاك ريزدانه آنقدر زياد است كه حتي پس از تبخير و يا از دست دادن آب، خاك چسبندگي ايجاد شده را حفظ كرده و آنرا از دست نمي دهد. چسبندگي كه آنرا با حرف C نمايش مي دهند و واحد آن كيلونيوتن بر متر مربع يا كيلوگرم بر سانتيمتر مربع و يا تن بر متر مربع است بستگي به قطر و اندازه دانه ها و جنس مواد معدني تشكيل دهنده دارد. هر قدر اندازه يا قطر دانه ها كوچكتر باشد، قدرت جذب آب و در نتيجه چسبندگي ايجاد شده بيشتر است و بر عكس اگر اندازه دانه ها بزرگ شوند، چسبندگي تقليل مي يابد، بطوري كه در ماسه هاي خالص چسبندگي وجود ندارد.
زاويه اصطكاك داخلي كه به حرف يوناني Ø نمايش داده مي شود، مقاومت بين دانه اي خاك در مقابل سر خوردن دانه ها، مقاومت در مقابل غلتيدن بر روي يكديگر و شكسته شدن دانه ها و غيره است كه همگي مربوط به خاك هاي غير چسبنده و درشت دانه ها، شامل انواع ماسه و انواع شن ها و مانند آنها است و چون طريق نمايش و اندازه گيري آن از روي دايره موهر است بر حسب درجه و دقيقه و ثانيه مشخص مي شود، لذا واحد آن درجه است.
بر حسب دو عامل اصلي مقاومتي خاك ( C ،Ø ) خاكها به سه گروه تقسيم مي شوند، خاكهايي كه مقاومت خود را فقط از چسبندگي (C ) بدست مي آورند، مانند رس هاي خالص و چسبنده كه Ø در ايجاد مقاومت اين گروه نقش عمده اي ندارد و خاكهايي كه مقاومت خود را از زاويه اصطكاك داخلي بدست مي آورند مانند ماسه هاي كاملاً شسته شده كوارتزي كه چسبندگي در آنها نقشي ندارد و بالاخره گروه Ø- C كه خاكهاي اين گروه مقاومت خود را هم از چسبندگي و هم از Ø اصطكاك داخلي دانه ها بدست مي آورند. در واقع رس ها نيز داراي زاويه اصطكاك داخلي هستند ولي مقدار آن معمولاً كم و در مقابل چسبندگي قابل گذشت است و يا ماسه هاي ريزدانه نيز مخصوصاً اگر مرطوب شوند داراي نوعي چسبندگي مي شوند كه مقدار آن جزئي و در مقابل نقش زاويه اصطكاك داخلي براي ماسه ها قابل صرفنظر كردن است. در گروه خاكهاي Ø- C كه گسترده ترين انواع خاكها بوده و طيف وسيعي از خاكهاي طبيعي را شامل مي شوند هر دو عامل چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي در ايجاد مقاومت و بارپذيري خاك مؤثرند.
در اينجا يادآوري مي نمايد كه اگر چه عامل اصلي بارپذيري و يا مقاومت خاكهاي شن و ماسه اي زاويه اصطكاك داخلي است، ولي حتي درصد كمي رس كه با شن و ماسه بصورت يكنواخت مخلوط شود نقش بسيار برجسته اي در ايستايي و پايداري مخلوط مذكور خواهد داشت. اين نكته براي خاكهاي شمال تهران پديده در خور توجه و قابل تعمقي است كه متأسفانه بهاي لازم به آن داده نشده است. خاك شن و ماسه اي خالص قادر نيست بصورت قائم و براي ارتفاع چندين متر روي هم بدون جنبش و حركتي بايستد. يك توده شن و ماسه خالص به شكل تپه اي روي هم قرار مي گيرد كه حداثر شيب رويهم قرار گرفتن دانه ها برابر زاويه خواب شن و ماسه است در حاليكه روش متعارف گودبرداري زمين هاي شمال شهر تهران، كندن زمين بصورت قائم و رها كردن و بحال خود گذاشتن گود است كه معمولاً بدون ايجاد سازه نگهبان و تمهيدات ديگر ايمن سازي است. در واقع سهم عمده عامل قائم ايستائي و پايداري جداره گودبرداري وجود چند درصدي خاك چسبنده رس، سيلت و يا رس و سيلت است كه درصد آن معمولاً بين 5 تا 12 درصد وزن مخلوط خاك است.
منبع:http://www.booof.ir/Articles

 

 

 

 


برچسب: ،
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۵ تير ۱۳۹۴ساعت: ۱۲:۰۴:۰۰ توسط:س.ا موضوع: مقالات عمراني

ارسال نظر
نام :
ایمیل :
سایت :
پیام :
خصوصی :
کد امنیتی :