تحقیق درباره خاک های مشکل آفرین

برخی از خاکها در کارهای مهندسی مشکل آفرین اند. مهمترین خاکهای مسئله ساز عبارت اند از: الف) خاکهای منبسط شونده، ب) خاکهای فرو ریزنده، ج) رسهای سریع یا حساس، د) خاکهای مستعد آبگونگی.

خاکهای منبسط شونده: این خاکها جزء گروه خاکهای رسی بوده و معمولاً مخلوطی از کانیهای رسی و غیر رسی اند. مشخصات ژئوتکنیکی این خاکها توسط بخش رسی آنها کنترل می شود. این گروه از خاکها دارای مقدار قابل توجهی کانی مونتموریونیت اند که با آبگیری متورم شده و بر اثر از دست دادن آب منقبض می شود. تغییر حجم این خاکها بر اثر تغییرات رطوبت یکی از مهمترین مسائل و مشکلاتی است که مهندسان با آن روبرو هستند، به نحوی که شاید بتوان این پدیده را یک مشکل جهانی به حساب آورد. بررسی ها نشان داده است که خسارتهای ناشی از عملکرد منفی از این نوع خاک بیش از هر یک از بلایای زمین شناسی دیگر است.

خاکهای فروریزنده: برخی از خاکها به محض آنکه از آب اشباع می شوند حجمشان به سرعت کاهش می یابد. این مصالح در طبیعت اغلب به صورت نیمه اشباع یا خشک یافت می شوند و مانند خاکهای منبسط شونده، تا زمانی که رطوبت خاک تغییر نکند، مشکلی برای سازه ها ایجاد نمی کنند. خاکهای فروریزنده اغلب مصالحی در حد ماسه، لای و رس هستند که در محیطهای خشک در پای دامنه کوهها بر جای گذارده شده اند. این خاکها که به صورتی نیمه پایدار ته نشین شده اند، بر اثر آبگیری و اشباع به صورت ناپایدار در می آیند. به نظر می رسد که ساخت خاک در حالت نیمه اشباع، به علت کشش سطحی آبی که در محل تماس بین ذرات قرار دارد، پا برجاست.

بر اثر آبگیری و اشباع خاک منافذ از آب پر شده و کشش سطحی صفر می شود و خاک فرو می ریزد.

خاکهای آبگونه شونده: خاکهای مستعد آبگونگی (روانگرایی) ماسه های ریزدانه و لایه هایی هستند که از تراکم کمی برخوردار بوده و معمولاً به حالت اشباع می باشند. در صورتی که این خاکها تحت تأثیر بارگذاری لرزشی، مانند زمین لرزه های طبیعی یا زمین لرزه های القایی، قرار گیرند خاک به سرعت متراکم می شود. متراکم شدن سریع باعث افزایش ناگهانی فشار آب بین ذره ای می گردد که در نتیجه آن مقاومت برشی به سرعت کاهش می یابد، تا حدی که گاه مقاومت برشی به صفر رسیده و خاک مانند مایعات جریان می یابد.

رسهای سریع: رسهای سریع یا رسهای حساس معمولاً نهشته های یخچالی در حد رس هستند که در کشورهای اسکاندیناوی و در امتداد رودخانه سن لوران در شرق کانادا یافت می شوند. مکانیسم گسیختگی این خاکها هنوز مورد بحث است. تحقیقات آزمایشگاهی اخیر نشان داده است که پودر سنگ غنی از کوارتز با یک رطوبت ثابت میتواند هم به صورت مایع و هم به صورت جامد عمل کند. این ویژگی با سرعت تنجش نمونه کنترل می شود. به این ترتیب که در سرعتهای کم تنجش رفتار اجسام جامد را داشته و در سرعتهای زیاد تنجش مانند مایعات عمل میکند.