منو
 صفحه های تصادفی
پاداش عزاداران حسینی
تاریخچه پیدایش عدد و شمارش
باغبان
منابع صنعتی الکلها
معجزات و کرامات امام سجاد علیه السلام
شیخ طوسی
anorectal abscess
چهل سخن کوتاه از پیامبر
میدان الکتریکی زمین
امام عسگری علیه السلام و یاری به اصحاب
 کاربر Online
353 کاربر online
تاریخچه ی: مکانیک خاک

!ریشه لغوی:
مکانیک خاک از دو کلمه Soil به معنی خاک و mechanics به معنی مکانیک گرفته شده است.
!دید کلی
*در علوم مهندسی ، خاک مخلوط غیر یکپارچه ای از دانه های کانیها و مواد آلی فاسد شده می باشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح های مهمی در مهندسی عمران به کار گرفته می شود و هم چنین شالوده اکثر سازه ها بر روی آن متکی است. بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش ، دانه بندی ، قابلیت زهکشی آب ، نشست ، مقاومت برشی ، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند.
*مکانیک خاک شاخه ای از علوم مهندسی است که به مطالعه مشخصات فیزیکی و رفتار توده خاکی تحت بارهای وارده می پردازد. مهندسی پی ، کاربرد اصول مکانیک خاک در مسائل عملی است.
!تاریخچه
تاریخچه عملیات خاکی را می توان به دوره های دور تاریخ بشری نسبت داد و آن را با قدمت پیدایش شهرنشینی یکی دانست. حفر قناتها ، کانالهای آبرسانی ، ایجاد پلها و سدهای محکم و سایر بناهایی که آثار آنها درکشورهای دنیا از ده ها قرن قبل تا کنون به یادگار مانده است ، همه از مواردی است که به نحوی با عملیات خاکی ارتباط دارد.
!سیر تحولی و رشد
*توجه به بررسی و مطالعه خاک با یک دیدگاه مهندسی و به منظور تحلیل ریاضی خواص آن ، از قرن 18 میلادی آغاز شد و در واقع اولین بار در عین حال مهمترین رابطه ساده در زمینه مکانیک خاک ، در سال 1773 توسط کولمب –یک مهندس ارتشی فرانسه- ارائه گردید. این رابطه ساده ، که یک رابطه اساسی در بررسی مقاومت یا عدم مقاومت خاک است عبارت است از:
*کارهای بوسینسک درمورد تئوری اجسام الاستیک که در سال 1885 انتشار یافت به ارائه راه حل های دقیق در محاسبه تنش ها و تغییر شکل های درون محیط خاکی منجر گردید و توانست در تحلیل بخش مهمی از مبحث مکانیک خاک ، پاسخگو باشد.
*دانش مکانیک خاک به صورت مدرن ، در ابتدای قرن حاضر گسترش روز افزونی یافت و مانند سایر علوم مهندسی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت ، بطوری که درسال 1925 کارل ترزاگی ، استاد دانشگاه هاروارد ، نتیجه تحقیقات خود را به صورت مقاله ای ارائه داد ، و در سال 1943 کتاب «اصول نظری مکانیک خاک» را تدوین و منتشر کرد. کارل ترازگی (1963-1883) را به حق بنیانگذار دانش مکانیک خاک نامیده اند.
*دراینجا شایسته است از سهم محققین روسی نیز یادآور گردد ، چه پژوهشگرانی چون سیتوویچ در کشور روسیه به موازات دانشمندان غربی در توسعه دادن مبحث مکانیک خاک کارهای زیادی ارائه دادند. نامبرده نیز درسال 1934 کتاب اصول علم مکانیک خاک را منتشر نمود.
*امروزه اهمیت دانش مکانیک خاک –مانند علوم دیگر- روز به روز رو به فزونی است و این به ویژه به این علت است که تجربه های گذشته در این زمینه بدون گسترش تئوری های مطمئن تر و راه حل های اقتصادی تر تکافوی حل مسائل جدید را در عمل نمی نماید. به علاوه ، بسط مسائل مبحث مکانیک خاک همراه با توسعه روش ها و دیدگاههای جدید در زمینه مکانیک محیط دانه ای ، گسترش و افزایش دقت در تحلیل های ریاضی و مدل سازی ها را در هر دو زمینه الزامی نموده و نیز به نتیجه رسانده است.
!مباحث کلی مکانیک خاک
*طرح تئوریهایی که نشان دهنده رفتار توده خاکی در برابر عوامل بیرونی ، مثل نیروهای مختلف ، باشد.
*کاربرد معلومات تئوری و تجربی در موارد و مسائل اجرایی
*خواص فیزیکی ، شیمیایی و کانی شناسی خاکها: <bv> شناخت خواص فیزیکی – شیمیایی و کانی شناسی خاکها در بسیاری از بررسی ها و مطالعات و تصمیم گیری ها در عملیات خاکی نقش مهمی دارد. خواص فیزیکی – شیمیایی خاکها را باید عمدتا در عوامل زیر جستجو کرده و مربوط به آنها دانست:
**__ترکیب کانی شناسی دانه ها:__
از آنجایی که خاکها از تجزیه و هوازدگی سنگهای پوسته زمین پدید آمده است ، لذا کانی های تشکیل دهنده خاکها باید همان کانی های تشکیل دهنده سنگ مادر باشد.
**__طبیعت سطح ذرات خاک (سطح مخصوص):__
سطح خارجی دانه های خاک ، یعنی فصل مشترک محیط جامد با محیط مجاور آن که ممکن است ، آب یا هوا باشد. محل پدید آمدن بعضی پدیده های فیزیکی یا شیمیایی است که این پدیده ها برخواص دیگر خاک مثل؛ مقاومت و نفوذپذیری و ... تاثیر می گذارد.
**__پدیده های فیزیکی – شیمیایی در سطح مشترک خاک و آب:__
ذرات جسم جامد از شبکه ای از یون های مختلف تشکیل شده است که از این رو بین سطح خارجی ذره و محیط اطراف آن کنش و واکنش هایی پدیدار می گردد.
**__خاصیت مویینی:__
خاصیت بالا رفتن آب در لوله های مویین و در حفره های بین ذرات خاک را خاصیت مویینی گویند.
**__نیروهای دافعه و جاذبه بین ذرات:__
نیروهای بین ذره ای در خاک به دو گونه اند: نیروهای جاذبه مولکولی بین دانه ها (وان در وال) و نیروهای دافعه که ازنوع الکتروکینیماتیکی است.
*__خواص مکانیکی خاکها:__<br>
**__((اصطکاک)) :__<br>مقاومت جسم در برابر حرکت به علت وجود اصطکاک بین دو سطح تماس است.
**__چسبندگی:__
مقاومت خاکی به علت چسبندگی دانه ها حاصل از مقاومت مولکولی (یعنی نیروی جاذیه الکتروشیمیایی) بین ذرات ریز است.
**__گسیختگی توده خاک:__
گسیختگی توده خاک عبارتست از پایان شرایط مقاومت و آغاز برش در خاک است.
**__تحکیم:__
تحکیم عبارتست از کاهش حجم حفره های آب دار درون خاک به علت افزایش فشارهای جانبی.
!کاربرد مکانیک خاک
*خاک از یک طرف به عنوان مصالح مورد توجه مهندسین و طراحان قرار می گیرد و از سوی دیگر به عنوان یک محیط طبیعی که در اختیار آدمی قرار گرفته است مورد توجه و استفاده است. جایی که به عنوان مصالح مورد نظر است مانند خاکریزها ، سرای خاکی ، روسازی راه و فرودگاه ، پشت دیوار حایل ، زهکش ها ، و به عنوان بخشی از بتن ، ماده اصلی تهیه آجر و سرامیک ، ماده اصلی تهیه چینی و کاشی ، و... حالت انتخابی و اختیاری دارد ، و درجایی که به عنوان محیط مورد توجه است ، مانند زیر پی ها ، زیر پایه پل ها و زیربنای جاده ها و محل حفر تونل ها و محل قرار دادن لوله ها و تاسیسات مکانیکی و الکتریکی (کابل های تلفن و برق و لوله کشی گاز و فاضلاب و محل احداث قناتها و محل حفر چاهها و کانال ها و ... همه حالت غیر انتخابی (یعنی اجباری) دارد و به هر حال در تمام موارد ذکر شده ، شناخت خواص فیزیکی و مکانیکی خاک ضرورت غیر قابل اجتناب دارد.

*مثلا دریک پروژه راهسازی ، چه نوع خاکی با چه نوع دانه بندی باید انتخاب شود و لایه های آن با چه ضخامتی و با چه رطوبتی و تا چه حد باید کوبیده شود تا جایی حاصل بتواند در برابر نیروهای وارد برآن مقاوم باشد و وجود آبهای سطحی و بارندگی بر دوام آن اثر مخرب نداشته باشد و دربرابر یخ زدگی و فرسایش و تغییرات جوی نیز پایدار بماند. در ایجاد یک سد خاکی ، شیب ها چه مقدار باشد که هم پایدار باشد و هم اقتصادی ، در صورتی که سد همگن با زهکشی است ، لایه های زهکشی با چه ابعادی و با چه دانه بندی و چه مقدار نفوذپذیری باید باشد؟ سرعت حرکت آب و ....زه چه مقدار است؟ تورم یا نشست خاک چه مقدار باشد؟ میزان تراکم و درصد رطوبت و ضخامت لایه ها برای کمپاکت کردن خاک چه مقدار باید باشد؟ روش های حفاظت دامنه ها و تاج سر به چه عواملی بستگی دارد ، و بسیاری پرسش های دیگر که مهندس طراح باید برای آنها جواب دقیق داشته باشد. به این ترتیب درمورد هرگونه پروژه ساختمانی و راهسازی و سد سازی مسائل متعددی از فیزیک و مکانیک خاک باید پاسخ داده شود. اهمیت دقت بیشتر و نیاز به تئوریهای دقیق تر هنگامی بیشتر می شود که حجم کارها و اهمیت پروژه بیشتر باشد.
!رابطه مکانیک خاک با سایر علوم
*مبحث مکانیک خاک دانشی است که در آن خواص فیزیکی و مکانیکی خاکها ، ارتباط این خواص با عوامل بیرونی ، مقاومت خاک در برابر نیروها ، تغییر شکل خاک دراثر نیروها ، مسایل مربوط به حرکت یا سکون آب در خاک ، چگونگی و مقدار فشرده شدن خاکها و چگونگی و مقدار تنش ها و تغییر شکل های هر نقطه از محیط خاکی دراثر عملکرد یک نیروی خارجی و ... بحث می شود. در این راستا گاهی نیاز به مطالعه خواص شیمیایی و کانی شناسی دانه های خاک است و گاهی نیاز به بررسی پیدایش و منشا خاکها و گاهی نیاز به استفاده از دانش هیدرولیک و دانش های دیگر است. از این رو ارتباط این مبحث با دیگر مباحث علمی چون؛ فیزیک ، شیمی ، زمین شناسی ، کانی شناسی ، هیدرولیک و مکانیک سیالات رانباید از نظر دور داشت.

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 پنج شنبه 30 شهریور 1385 [07:37 ]   4   اصغر نامور      جاری 
 دوشنبه 16 آذر 1383 [08:28 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 چهارشنبه 13 آبان 1383 [12:06 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..