نوع خاک (نشریه روانگرایی 525)

2-1-3- نوع خاک

یکی از گام های مهم در ارزیابی مهندسی پتانسیل کنش یا شروع روانگرایی خاک، تعیین این مساله است که آیا در ساختگاه مورد نظر خاک با طبیعت بالقوه ی روانگرا وجود دارد یا خیر. این موضوع به نوبه ی خود این سوال مهم را به وجود میآورد که کدام نوع از خاکها به طور بالقوه در معرض آسیب روانگرایی قرار دارند؟

از مدت ها قبل مشخص شده است که خاک های ماسه ای تمیز، با ریزدانه ی کم، به صورت ذاتی در معرض آسیب روانگرایی ناشی از زلزله قرار دارند. با این وجود مجادله ها و سردرگمی های قابل توجهی در ارتباط با پتانسیل روانگرایی خاکهای سیلتی، خاکهای رسی-سیلتی و همچنین خاک های درشت تر شنی و سنگریزهای وجود دارد.

خاک های درشت دانه ی شنی پیچیدگی های کمتری نسبت به خا کهای ریزدانه داشته و برای شروع بحث مناسب ترند. رفتار تناوبی خاک های درشتدانه ی شنی اندکی با رفتار تناوبی خاک های ماسه ای متفاوت است؛ چرا که طبیعت به معیار قراردادی وضع شده توسط الک نمره ی 4 توجهی نمی کند. خاک های شنی به طور بالقوه مستعد تولید فشار منفذی تناوبی و روانگرایی هستند. یک مثال مناسب در زمینه ی وقوع روانگرایی در شن ها، روانگرایی خاک های درشتدانه در زلزله ی سال 1995 کوبه ژاپن می باشد؛ که در آن لایه هایی از جنس گرانیت هوازده به صورت گسترده روانگرا شدند. رفتار این خاکها نسبت به خویشاوندان ریزترشان یعنی خاک های ماسه ای از دو جهت متفاوت است:

الف- این خاک ها به مراتب نفوذپذیرتر هستند و در نتیجه می توانند فشارهای منفذی ایجاد شده در اثر بارگذاری تناوبی را به سرعت از بین ببرند.

ب- با توجه به جرم بیشتر ذرات بزرگتر خاک های شنی، این خاک ها به ندرت به آرامی انباشته شده و از این رو بیشتر اوقات در حالت خیلی سست، که اغلب در خاکهای ماسه ای ریزتر با آن برخورد می شود، قرار نمی گیرند. خاک های ماسهای محدوده ای از خیلی سست تا خیلی متراکم را شامل می شوند، در حالی که وضعیت خیلی سست در نهشته های شنی و خاک های درشت دانه نسبتا غیرمعمول است.

زهکشی مناسب در خاک های درشتدانه ی شنی، که خصوصیت آشکار این نوع از خاک ها می باشد، به واسطه ی هر یک از عوامل زیر می تواند از بین برود:

1- مصالح ریزتر با نفوذپذیری کمتر، اطراف این نوع از خاک ها را همانند محفظه ای فرا گرفته باشند.

2- وجود خاک های ریزدانه در داخل خلل و فرج میان ذرات درشتدانه سبب عدم زهکشی مناسب داخلی شود (لازم به ذکر است که اندازه ی موثر ذرات خاک یعنی D10 و نه اندازه ی متوسط ذرات یا ،D50 نزدیکترین همبستگی را با نفوذپذیری خاک دارد).

3- ابعاد لایه یا چینه ی خاک درشت دانه به قدری بزرگ باشد که مسیری که می بایست در طی زلزله در امتداد آن زهکشی سریع رخ دهد، طولانی شود.

در طی چند سال اخیر سوالات مرتبط با پتانسیل روانگرایی خاک های ریزدانه ی چسبنده به خصوص سیلت ها و رس های سیلتی به طور فزایندهای در جلسات، دوره های آموزش حرفه ای و همایش ها مطرح شده اند. حجم قابل توجهی از داده های محلی جدید در ارتباط با پدیده ی روانگرایی در خاک های ریزدانه از زلزله های بزرگ اخیر به دست آمده است. بررسی پتانسیل روانگرایی این نوع خاک ها زمین های است که در آن تغییرات عمده ای در درک و روش محققان در حال رخ دادن است.

مشاهدات اخیر گسیختگی زمین در سیلت های با خاصیت خمیری کم و رس ها در طی زلزله های شدید این حقیقت را روشن ساخت که بارگذاری زلزله می تواند در محدوده ی وسیعی از خاک های اشباع، از ماسه ها تا رس ها، سبب ایجاد کرنش های قابل توجه و از دست رفتن مقاومت شود؛ اگرچه گسیختگی های زمین ناشی از زلزله در رس ها نسبت به ماسه ها کمتر مشاهده شده است. این تجربیات نیاز به درک پایه ای بهتر از رفتار لرزه ای خاک های ریزدانه در محدوده ی گستردهای از مشخصه های خمیری را اثبات نموده است؛ همچنین نیاز به راهنمایی های مرتبط موجود در دستورالعمل های مهندسی را که بهترین گزینه برای ارزیابی رفتار لرزه ای آنها می باشند را متذکر می شود. این دستورالعمل ها برای ماسه ها و رسها متفاوت می باشند؛ همانگونه که روش های تخمین مقاومت برشی استاتیکی و خصوصیات سختی این دو نوع مصالح نیز متفاوت هستند.

به دلیل اهمیت موضوع و همچنین بحث برانگیز بودن استعداد روانگرایی خاک های ریزدانه، در بخش 3-2 به تفصیل به بررسی شاخص ترین دستورالعمل های ارایه شده در این زمینه و همچنین میزان اثرگذاری موارد روانگرایی زلزله های اخیر در اصلاح این روش ها پرداخته خواهد شد.

آخرین پروژه ها

مطالب بیشتر