برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
ﺷﻜﻞ 5-1 ﺳﺘﻮﻧﻲ از ﻳﻚ ﺧﺎك اﺷﺒﺎع را ﺑﺪون ﻫﺮﮔﻮﻧﻪ ﻧﺸﺖ (در ﻫﺮ اﻣﺘﺪاد) ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. ﺗﻨﺶ ﻛﻞ در ﺗﺮاز ﻧﻘﻄﻪ A را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از وزن ﻣﺨﺼﻮص اﺷﺒﺎع ﺧﺎك و وزن ﻣﺨﺼﻮص آب ﻣﻮﺟﻮد در ﺑﺎﻻي ﻧﻘﻄﻪ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺪﺳﺖ آورد. دارﻳﻢ:
σ = ﺗﻨﺶ ﻛﻞ در ﺗﺮاز ﻧﻘﻄﻪ A
H = ارﺗﻔﺎع ﺳﻔﺮه آب از ﺳﻄﺢ ﻓﻮﻗﺎﻧﻲ ﺧﺎك
γ w = وزن ﻣﺨﺼﻮص آب
H A = ارﺗﻔﺎع ﺳﻔﺮه آب ﺗﺎ ﻧﻘﻄﻪ A
γ sat = وزن ﻣﺨﺼﻮص اﺷﺒﺎع ﺧﺎك
ﺗﻨﺶ ﻛﻞ σ در راﺑﻄﻪ 5-1 را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ دو ﻗﺴﻤﺖ زﻳﺮ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻧﻤﻮد:
1. ﻗﺴﻤﺘﻲ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ آب ﻣﻮﺟﻮد در ﻓﻀﺎي ﺑﻴﻦ داﻧﻪ ﻫﺎ ﺣﻤﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد. اﻳﻦ ﻗﺴﻤﺖ داراي ﺷﺪت ﻣﺴﺎوي در ﺗﻤﺎم اﻣﺘﺪاد ﻫﺎﺳﺖ.
2. ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه ﺗﻨﺶ ﻛﻞ ﺗﻮﺳﻂ ﻗﺴﻤﺖ ﺟﺎﻣﺪ ﺧﺎك در ﻧﻘﺎط ﺗﻤﺎس داﻧﻪ ﻫﺎ ﺣﻤﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻣﺠﻤﻮع ﻣﻮﻟﻔﻪ ﻫﺎي ﻗﺎﺋﻢ ﻧﻴﺮوﻫﺎي ﺑﻮﺟﻮد آﻣﺪه در ﻧﻘﺎط ﺗﻤﺎس ذرات ﺟﺎﻣﺪ در واﺣﺪ ﺳﻄﺢ ﺗﻮده ﺧﺎك، ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد. ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ را ﻣﻲ ﺗﻮان از ﺣﺎﺻﻠﻀﺮب وزن ﻣﺨﺼﻮص ﻏﻮﻃﻪ ور ﺧﺎك در ارﺗﻔﺎع ﺳﺘﻮن ﺧﺎك ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﺮد.
ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ راﺑﻄﻪ قبل را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺖ:
σ = σ′ + u
ﻛﻪ در راﺑﻄﻪ ﻓﻮق u = H⋅γw ﻓﺸﺎر ﻣﻨﻔﺬي و σ′ = (H A − H) ⋅ γ w ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺳﺖ.
ﺑﺎ ﻗﺮار دادن این رابطه در رابطه اول ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ:
ﻛﻪ در آن ، γ′ = γ sat − γ wوزن ﻣﺨﺼﻮص ﻏﻮﻃﻪ ور
ﺧﺎك اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ در ﻧﻘﻄﻪ دﻟﺨﻮاﻫﻲ ﻣﺜﻞ A ﻣﺴﺘﻘﻞ از ارﺗﻔﺎع H آب در ﺑﺎﻻي ﺳﻄﺢ ﺧﺎك اﺳﺖ.
ﺷﻜﻞ 5-2-اﻟﻒ، ﻳﻚ ﻻﻳﻪ ﺧﺎك اﺷﺒﺎع را در داﺧﻞ ﻳﻚ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون ﻫﺮﮔﻮﻧﻪ ﻧﺸﺖ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. در اﺷﻜﺎل 5-2-ب،پ و ت، ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺗﻨﺶ ﻛﻞ، ﻓﺸﺎر ﺣﻔﺮه اي و ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ در ارﺗﻔﺎع ﺧﺎك ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﻣﻔﻬﻮم ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اول ﺑﺎر ﺗﻮﺳﻂ ﺗﺮزاﻗﻲ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﺷﺪ. اﺳﻜﻤﭙﺘﻮن ﻛﺎر ﺗﺮزاﻗﻲ را اداﻣﻪ داد و راﺑﻄﻪ اي ﺑﺮاي ارﺗﺒﺎط ﺗﻨﺶ ﻛﻞ و ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﻧﻤﻮد.
ﺑﻪ ﻃﻮر ﺧﻼﺻﻪ، ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻧﻴﺮو ﺑﺮ واﺣﺪ ﺳﻄﺢ ﺣﻤﻞ ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ اﺳﻜﻠﺖ ﺧﺎك ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در ﻳﻚ ﺗﻮده ﺧﺎك، ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺣﺠﻢ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ را ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻲ ﻛﻨﺪ. ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺰرﮔﺘﺮ، ﺑﺎﻋﺚ ﺗﺮاﻛﻢ و ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺧﺎك ﺑﻪ ﻳﻚ ﺗﻮده ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺗﺮ و ﻛﻢ ﺣﺠﻢ ﺗﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد.
ﻧﻜﺘﻪ :
در ﻻﻳﻪ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﻧﻔﻮذﭘﺬﻳﺮي آن ﻫﺎ ﺧﻴﻠﻲ ﻛﻢ اﺳﺖ (ﻧﻈﻴﺮ ﻻﻳﻪ رس)، ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﻄﺢ آب ﭘﺲ از ﻣﺪﺗﻲ ﻃﻮﻻﻧﻲ ﺑﺮ ﻻﻳﻪ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﺛﺮ ﻣﻲ ﮔﺬارد و ﻓﺸﺎر آﻧﺮا ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ دﻫﺪ و ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﭘﺲ از ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﻄﺢ آب اﺛﺮي ﺑﺮ ﻻﻳﻪ ﻧﻔﻮذﻧﺎﭘﺬﻳﺮ ﻧﺪارد.