خاک و تعاریف آن

خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح های مهمی در مهندسی عمران به کار گرفته می‌شود و همچنین شالوده اکثر سازه ها بر روی آن متکی است .
دانه های کانی که تشکیل دهنده ی قسمت جامد خاک است ،از هوا زدگی سنگها به وجود می‌آید به همین خاطر آشنایی با انواع اساس سنگ‌های تشکیل دهنده پوسته زمین ،کانی های تشکیل دهنده سنگها در فرایند هوا زدگی ضروریست .
هوا زدگی فرایند خرد شدن سنگ‌ها به قطعات کوچک‌تر به وسیله فعل و انفعالات مکانیکی و شیمیایی است .
تغییرات دمایی،انجماد آب‌های نفوذی به داخل خلل و فرج سنگ که همراه با افزایش حجم یخ است،می تواند فشارکافی برای خرد شدن سنگ را به وجود آورد .همچنین واکنش های شیمیایی با دخالت آب و دی اکسید کربن و هوا وتشکیل اسید کربونیک نیز عامل دیگری از هوا‌زدگی را منجر می‌شود که تحت عنوان هوازدگی شیمیایی از آن یاد می‌شود .

دانه های خاک:

خاک در اثر فرسایش وهوا زدگی از نظر اندازه در دامنه وسیع و متغیری قرار می‌گیرد.خاک ها معمولابا نامهای شن ،ماسه،لای یا رس دسته‌بندی می‌شوند.متداول ترین این سیستم ما،طبقه‌بندی خاک‌ها که مورد پذیرش اداره استاندارد آمریکا (ASTM)می‌باشد .

دانه بندی خاک

تعاریف:

شن : خره سنگ‌هایی همراه با دانه‌هایی از جنس کوارتز، فلواسپار و سایر کانی‌ها می‌باشد.
 ماسه : دانه‌هایی اکثرا از جنس کوارتز و فلواسپار و دانه‌هایی از سایر کانی‌ها نیز می‌باشد.
 لای : ذاراتی ریز(میکروسکوپی) خاک می‌باشد که از دانه‌های بسیار ریز کوارتز و ذرات پولکی شکل حاصل از متلاشی شدن کانی‌های میکالار تشکیل می‌شود.
- رس : ذراتی بسیار ریز پولکی شکل میکا، کانی‌های رس و سایر کانی‌ها می‌باشد.

در سیستم طبقه بندی محک دانه‌های خاک، در دامنه زیر تعریف می‌گردد.
دانه‌هایی که در دامنه 4.75 تا 76.2 میلی‌متر قرار می‌گیرند، شن نامیده می‌شود.
دانه‌هایی که در دامنه 0.075 تا 4.75 میلی‌متر قرار می‌گیرند، ماسه نامیده می‌شوند.
دامنه‌هایی که در دامنه 0.002 تا 0.75 میلی‌متر قرار می‌گیرند، لای نامیده می‌شوند.
دامنه‌هایی که در قطری کوچک‌تر از 0.002 میلی‌متر دارند نیز ، رس نامیده می‌شوند.

دانه بندی خاک:

با توجه به اندازه دانه ها که به طور مختصر اشاره شد،اهمیت دانه بندی خاک به جهت اندازه ذرات موجود وتوزیع وزنی آنها که برحسب درصدی از وزن کل خشک خاک بیان می شود،آشکار می‌گردد.
از این رو آزمایش دانه بندی یکی از ضروریات برای تشخیص نسبت ابعادی دانه های تشکیل دهنده خاک و کنترل کیفیت برای هر گونه استفاده از آن بوده که خلاصه‌ایی از آن را برای علاقه مندان تشریح می نماییم.

آزمایش دانه بندی خاک:

آزمایش دانه بندی عبارت است از لرزاندن نمونه خاک بر روی یک سری الک که اندازه آنها به ترتیب از بالا به پایین کاهش می یابد.
شماره و اندازه روزنه ی الک های استاندارد امریکا 16 عدد بوده که بیش‌ترین اندازه آن مربوط به الک شماره 4 با قطر روزنه4.750 میلی‌مترو کم ترین آن در هنگام آزمایش در پایین‌ترین قسمت قرار می گیرد.الک 270 با روزنه ی 0.053 می‌باشد.
برای آزمایش دانه بندی ابتدا خاک در کوره (OVEN)خشک می‌شود.سپس کلوخه های خاک پس از خرد شدن از الک ها که به ترتیبی که گفته شده و روی دستگاه لرزاننده مکانیکی ،قرار گرفته است عبور داده می شود.با محاصبه میزان دانه های باقی مانده روی هر الک ومقایسه آنها با وزن کل نمونه خشک شده می توانیم نمودار لگاریتمی بر حسب قطر دانه ها و درصد عبوری آنها ترسیم نموده و وضعیت نمونه را با محدوده مصالح مورد تایید سیستم طبقه بندی متحد مقایسه نماییم.این نمودار،نموداردانه بندی نامیده می‌شود.
از داده های این آزمایش می توان اندازه موثر،ضریب یکنواختی CU وور ضریب دانه بندی CC را به دست آورد که هر کدام شاخصی برای تشخیص کیفیت نمونه ،مورد ارزیابی می‌باشند.
منحنی دانه بندی همچنین توزیع اندازه مختلف دانه ها را نشان می دهد که به 3 دسته خاک بد دانه بندی شده ،خاک خوب دانه بندی شده و خاکی با دانه بندی منفصل (فاصله دار) طبقه بندی می گردند.

خاک بد دانه بندی شده (Poorly graded )
خاک خوب دانه بندی شده (Well graded)
خاک منفصل (Gap graded).