برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎي ﺗﺸﻜﻴﻞ دﻫﻨﺪه ﺧﺎك در داﻣﻨﻪ وﺳﻴﻌﻲ ﻣﺘﻐﻴﻴﺮ اﺳﺖ. ﺑﺮ ﺣﺴﺐ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎ، ﺧﺎك ﻫﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺷﻦ، ﻣﺎﺳﻪ، ﻻي و ﻳﺎ رس ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد. ﺑﺮاي ﺗﺸﺮﻳﺢ ﺧﺎك ﻫﺎ، ﺳﺎزﻣﺎن ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺣﺪود ﺟﺪاﻛﻨﻨﺪه اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك را ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ. در ﺟﺪول 1-3 ﺣﺪود ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي ﺟﺪاﻛﻨﻨﺪه اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎ، ﺗﻮﺳﻂ ﭼﻨﺪ ﺳﺎزﻣﺎن ﻣﺨﺘﻠﻒ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ، ﺣﺪود ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي ﺗﻮﺳﻂ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﺘﺤﺪ ﺧﺎك ﻣﺘﺪاوﻟﺘﺮﻳﻦ اﺳﺖ.
ﺟﺪول 1-3 ﺣﺪود ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي ﺟﺪاﻛﻨﻨﺪه اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك
ﺷﻦ: ﺧﺮده ﺳﻨﮓ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ داﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ از ﺟﻨﺲ ﻛﻮارﺗﺰ، ﻓﻠﺪﺳﭙﺎر و ﺳﺎﻳﺮ ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
ﻣﺎﺳﻪ: داﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ اﻛﺜﺮاً از ﺟﻨﺲ ﻛﻮارﺗﺰ و ﻓﻠﺪﺳﭙﺎر ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. داﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ از ﺳﺎﻳﺮ ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﮔﺎﻫﻲ ﻣﻮاﻗﻊ ﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد.
ﻻي: ذرات رﻳﺰ (ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ( ﺧﺎك ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ از داﻧﻪ ﻫﺎي ﺑﺴﻴﺎر رﻳﺰ ﻛﻮارﺗﺰ و ذرات ﭘﻮﻟﻜﻲ ﺷﻜﻞ ﺣﺎﺻﻞ از ﻣﺘﻼﺷﻲ ﺷﺪن ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎي ﻣﻴﻜﺎ دار ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ.
رس: ذرات ﺑﺴﻴﺎر رﻳﺰ ﭘﻮﻟﻜﻲ ﺷﻜﻞ ﻣﻴﻜﺎ، ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎي رس و ﺳﺎﻳﺮ ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ ﺟﺪول ﻓﻮق ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ، رس ﻫﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻً ذراﺗﻲ ﺑﺎ اﻧﺪازه ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از 0.002 ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﻟﻴﻜﻦ ﮔﺎﻫﻲ ﻣﻮاﻗﻊ ذراﺗﻲ ﺑﺎ اﻧﺪازه 0.002 ﺗﺎ 0.005 ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮ رس ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﮔﺮدﻧﺪ. ذراﺗﻲ ﻛﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ اﻧﺪازه، در ﻃﺒﻘﻪ رس ﻫﺎ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮﻧﺪ، ﻟﺰوﻣﺎً ﺷﺎﻣﻞ ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎي رس ﻧﻤﻲ ﺷﻮﻧﺪ. رس ﻫﺎي ذراﺗﻲ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ اﮔﺮ ﺑﺎ ﻣﻘﺪار ﻣﺤﺪودي آب ﻣﺨﻠﻮط ﺷﻮﻧﺪ، ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺧﻤﻴﺮي از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﻨﺪ (1953, Grim). ﺧﻤﻴﺮي ﺑﻮدن ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺑﺘﻮﻧﻪ ﺷﻜﻠﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ رس ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺎ آب از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. ﺧﺎك ﻫﺎي ﻏﻴﺮ رﺳﻲ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺷﺎﻣﻞ ذرات ﻛﻮارﺗﺰ، ﻓﻠﺪﺳﭙﺎر ﻳﺎ ﻣﻴﻜﺎ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ ﻓﻘﻂ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ رﻳﺰ داﻧﻪ ﺑﻮدن در ﻃﺒﻘﻪ رس ﻫﺎ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮﻧﺪ (ﻳﻌﻨﻲ اﻧﺪازه آن ﻫﺎ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از 2 ﻣﻴﻜﺮون اﺳﺖ). ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻲ رﺳﺪ ﻛﻪ اﻧﺪازه 2 ﻣﻴﻜﺮون ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه در ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﻳﻚ ﺣﺪ ﺑﺎﻻ ﺑﺎﺷﺪ.
ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ در ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﺘﺤﺪ، ﻣﻼك ﺗﺸﺨﻴﺺ رس و ﻻي اﻧﺪازه ﻗﺮار داده ﻧﺸﺪه اﺳﺖ و ﻛﻠﻴﻪ ذراﺗﻲ ﻛﻪ اﻧﺪازه آن ﻫﺎ از 0.075
ﺧﺎك ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻲ در ﻃﺮح ﻫﺎي ﻣﻬﻤﻲ در ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻋﻤﺮان ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد، اﻧﺴﺎن روي ﺧﺎك زﻧﺪﮔﻲ ﻣﻲﻛﻨﺪ و اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺎزه ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ، راه ﻫﺎ، ﭘﻞ ﻫﺎ و ......... را اﺣﺪاث ﻣﻲ ﻧﻤﺎﻳﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن ﻋﻤﺮان ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻲ ﺧﻮاص ﺧﺎك از ﻗﺒﻴﻞ ﻣﺒﺪاء ﭘﻴﺪاﻳﺶ، داﻧﻪ ﺑﻨﺪي، ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ زﻫﻜﺸﻲ آب، ﻧﺸﺴﺖ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ، ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺎرﺑﺮي و ﻏﻴﺮه را ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻧﻤﻮده و رﻓﺘﺎر ﺧﺎك را در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ اﻧﺴﺎن ﭘﻴﺶ ﺑﻴﻨﻲ ﻧﻤﺎﻳﺪ. ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺜﺎل ﺑﻌﻀﻲ از ﻣﺴﺎﺋﻠﻲ ﻛﻪ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﭼﻨﻴﻦ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻫﺎﻳﻲ در روي ﺳﻄﺢ زﻣﻴﻦ ﺑﻮﺟﻮد ﺑﻴﺎﻳﺪ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از: ﻧﺸﺴﺖ راه ﻳﺎ راه آﻫﻦ در اﺛﺮ ﺑﺎر ﺗﺮاﻓﻴﻚ، ﺿﺮﻳﺐ اﻳﻤﻨﻲ ﺳﺎزه ﺣﺎﺋﻞ (ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺜﺎل آب ﺑﻨﺪ ﺧﺎﻛﻲ، دﻳﻮاره ﺳﺎﺣﻠﻲ ﻳﺎ ﺳﭙﺮي( در ﺑﺮاﺑﺮ واژﮔﻮﻧﻲ، ﻓﺸﺎر وارد ﺑﺮ روي ﺗﻮﻧﻞ و ﻳﺎ ﻧﺸﺴﺖ ﻓﻮﻧﺪاﺳﻴﻮن ﺳﺎزه ﻫﺎي اﺣﺪاث ﺷﺪه در روي ﺧﺎك. در اﻳﻦ ﺑﺨﺶ ﺑﻪ ﺗﻌﺮﻳﻔﻲ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ از ﺧﺎك اراﺋﻪ ﻧﻤﻮده و ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻨﺸﺎء ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺧﺎك ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ارزان، ﻓﺮاوان وﻟﻲ ﭘﻴﭽﻴﺪه ﻣﻲ ﭘﺮدازﻳﻢ.
از ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ ﻳﻚ ﻣﺘﺨﺼﺺ ﻛﺸﺎورزي ﺧﺎك ﻣﺎده اي اﺳﺖ ﻛﻪ ﮔﻴﺎه در آن ﻗﺎﺑﻞ رﺷﺪ ﺑﻮده و زﻧﺪﮔﻲ آن را ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻣﻲ ﻧﻤﺎﻳﺪ. از ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ ﻳﻚ زﻣﻴﻦ ﺷﻨﺎس ﺧﺎك ﻣﻔﻬﻮم ﭼﻨﺪان ﻣﺸﺨﺼﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ و ﻛﻼً ﺑﻪ ﻣﻮاد ﺳﺴﺖ و ﺟﺪا از ﻫﻤﻲ ﻛﻪ از ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺳﻨﮓ ﻫﺎ ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ اﺗﻼق ﻣﻲ ﺷﻮد. اﻣﺎ از ﻧﻈﺮ ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺧﺎك ﻣﻔﻬﻮم ﻧﺴﺒﺘﺎً وﺳﻴﻊ ﺗﺮي دارد. در ﻋﻠﻮم ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ، ﺧﺎك ﻣﺨﻠﻮط ﻏﻴﺮ ﻳﻜﭙﺎرﭼﻪ اي از داﻧﻪ ﻫﺎي ﻛﺎﻧﻲ ﻫﺎ و ﻣﻮاد آﻟﻲ ﻓﺎﺳﺪ ﺷﺪه اي ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻓﻀﺎي ﺧﺎﻟﻲ ﺑﻴﻦ آن ﻫﺎ ﺗﻮﺳﻂ آب و ﻫﻮا (ﮔﺎزﻫﺎ) اﺷﻐﺎل ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻟﺬا ﺑﺮ ﻃﺒﻖ ﺗﻌﺎرﻳﻒ ﻓﻮق ﻣﺘﺨﺼﺼﻴﻦ ﻛﺸﺎورزي ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﺧﺎك ﻫﺎي ارﮔﺎﻧﻴﻚ (آﻟﻲ) ﺗﻮﺟﻪ دارﻧﺪ و ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﺧﺎك ﻫﺎي ﻏﻴﺮ ارﮔﺎﻧﻴﻚ.
از ﺑﺤﺚ ﻓﻮق دﻳﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ در ﻧﻈﺮ ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺧﺎك، از ﻧﻈﺮ ﻣﺘﺨﺼﺼﻴﻦ ﻛﺸﺎورزي ﺧﻮاص ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ آن و از ﻧﻈﺮ زﻣﻴﻦ ﺷﻨﺎﺳﺎن ﺧﻮاص ﻣﻴﻨﺮاﻟﻮژي آن ﻣﻬﻢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.