مطالعه همبستگی بین نشانه انقباض و سایر مشخصه های خاک های رسی منطقه تهران

از زمانیکه بشر اقدام به بنای ساختمان و بخصوص ساختمانهای بزرگ نموده است، با پدیده نشست در پی ساختمان مواجه بوده است. برای آنالیز و طراحی پی مناسب، محققان بر آن شده اند تا رفتار خاک را به خوبی بشناسند. برای این مهم، توجه خاصی به تخلخل خاک شد که بحث انقباض پذیری نیز خود زایید? این پدیده است. آزمایشهای بسیاری در این مورد انجام گرفت و روابط جالب و کاربردی نیز استخراج گردید. نشست و تراکم پذیری در خاک های ریزدانه از اهمیت خاصی برخوردار است. این نشست و تراکم پذیری می تواند ناشی از انقباض خاک باشد. روشی که معمولاً جهت تعیین پارامترهای مربوط به انقباض مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از آزمایش حدانقباض و همچنین آزمایش حدوداتربرگ است. این آزمایشها معمولاً روی نمونه های دست نخورده و دست خورده انجام می شوند. پارامترهای مختلفی با استفاده از این آزمایشها بدست می آیند که یکی از مهمترین آنها تخلخل خاک است. پارامتر تخلخل با استفاده از آزمایش حدانقباض بدست می آید. از پارامتر تخلخل جهت محاسبه تراکم پذیری در خاک استفاده می شود. آزمایش حدانقباض آزمایشی زمان بر و نسبتاً کم هزینه می باشد که البته دستگاههای مرتبط با این آزمایش، هزینه هایی را دربر دارد. لازم بذکراست که زمان بر بودن آزمایشها، بیشتر مربوط به زمانهای مختص به اشباع شدن نمونه و در مراحل بعد، خشک نمودن نمونه می باشد که در مورد اشباع شدن نمونه ممکن است روزها بطول انجامد. بر این اساس در گذشته تحقیقات مختلفی در مورد رابطه حدانقباض خاک و پارامترهای مختلف، انجام شده است تا از این طریق بتوان این پارامتر را سریع تر و با هزینه ای کمتر محاسبه نمود. حدروانی‏، نشانه خمیری، نشانه انقباض، وزن مخصوص و نسبت تخلخل اولیه، پارامترهایی هستند که جهت ایجاد همبستگی در طول سالیان متمادی مورد استفاده قرار گرفته اند. بررسی ها نشان داده است که خصوصیات فیزیکی خاک ازجمله پارامترهایی هستند که بخوبی در این مورد قابل استفاده هستند. از طرفی این پارامترها بسادگی و با کمترین هزینه قابل دستیابی بوده و از طرف دیگر خیلی سریع تر از انجام آزمایش تحکیم بدست می آیند. رس ها با کاهش مقدار رطوبتشان از حالت مایع یا خیلی نرم بترتیب به حالت خمیری، نیمه جامد و نهایتاً حالت سخت و جامد تبدیل می شوند. مقدار رطوبت مصالح در حدفاصل بین این حالتها بنام حدوداتربرگ معروف است که مقادیر آنها با توجه به نوع و درجه خلوص رس ها متفاوت است. خاکهای رسی معمولاً توسط رابطه بین شاخص خمیری (pi) و حدروانی (ll) شناسایی می شوند. هرچه حدروانی رس ها بالاتر باشد، رطوبت لازم جهت اشباع خاک بیشتر می باشد. بعنوان مثال بر روی یک رس خاص با حدروانی 40 درصد فقط 23 درصد رطوبت و برای حدروانی 100 درصد حداقل 37 درصد رطوبت جهت اشباع و رسیدن به وضع غیرقابل تورم احتیاج است. لازم بذکر است که اشباع نمودن کامل خاکهای رسی بسیار خمیری، در مدت زمانی مشخص بسیار کند می باشد. برای مشخص نمودن خصوصیات فیزیکی و مکانیکی رسوبات، باید تعدادی آزمایش در دو گروه روی نمونه ها صورت گیرد. گروه اول شامل آزمایشهای حدوداتربرگ و وزن مخصوص ذرات جامد خاک ریزدانه و گروه دوم آزمایشهای حدانقباض می باشد، که باید با حداکثر دقت در آزمایشگاه انجام گیرد. به همین منظور، نمونه های خاک به دو صورت دست نخورده و دست خورده از نقاط مختلف تهیه می گردد و با اضافه کردن آب به نمونه های دست خورده، درصدرطوبت، به حدود بیش از 1/1 برابر حدروانی یا بعبارتی 10 درصد بیش از حدروانی افزایش می یابد. این نمونه ها در هر دو حالت دست نخورده و دست خورده، پس از آماده-سازی در ابعاد مناسب و قرارگیری در قالب دستگاه حدانقباض، مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. با توجه به این که آزمایش حدانقباض ازجمله آزمایش هایی است که در پروژه های عمرانی در خاک های رسی با آن روبه رو هستیم و تخلخل خاک یکی از پارامترهایی است که از این آزمایش بدست می آید و همچنین با توجه به اینکه یکی از اصلی ترین مشخصه های رس ها خواص فیزیکی آنهاست، لذا بنظر می رسد، ارتباط این دو مورد از دو منظر دارای اهمیت است: - اول اینکه بررسی ارتباط پارامترهای فیزیکی خاک، در فهم رفتار خاک های رسی در برابر عوامل طبیعی و غیرطبیعی موثر است. - دوم اینکه از نتایج بدست آمده می توان برای تخمین انقباض خاک در مرحله پیش طراحی استفاده کرد. همبستگی بین حدانقباض خاک رس و دیگر خصوصیات آن از گذشته تا امروز مورد توجه محققان قرار داشته است، بطوری که با گذشت زمان، روابط جدیدتر و بهتری ارایه شده است. ازجمله عوامل تأثیرگذار در مقدار پارامتر sl، نوع خاک است. در کشورهای مختلف برای نقاطی که دارای خاک ریزدانه هستند، این بررسی انجام شده است. از موارد دیگری که باید مورد بررسی قرار گیرد، مقایسه بین حدانقباض خاک دست نخورده و خاک دست خورده است. با توجه به مشکلات مربوط به تهیه نمونه های دست نخورده و این که تهیه نمونه دست خورده بسادگی امکان پذیر است‏، بنظر می رسد مقایسه این دو حالت و بررسی روابط بدست آمده، محاسبه و تخمین مقادیر را ساده تر سازد. هدف اصلی، ایجاد همبستگی بین حدانقباض و دیگر خصوصیات ژیوتکنیکی خاکهای دست نخورده و دست خورده و نتایج جمع آوری شده از دیگر محققین است. بدست آوردن نمودارهای مختلف، برای خاکهای دست نخورده و دست خورده در آزمایشگاه و صحرا و مقایسه آنها با یکدیگر و استخراج روشی مناسب برای توصیف تاریخچه تنش خاک آزمایش شده و رفتار خاک در طول آزمایش که کاملاً به تاریخچه تنش آن باز می گردد، از اهداف دیگر تحقیق می باشد.