خاک
«خاک» (Soil)، لایه سطحی زمین است که بر اثر هوازدگی یا حفاری به وجود می‌آید. این لایه، معمولا از مواد غیر آلی (ذرات کانی‌ها)، مواد آلی (موجودات زنده و مرده)، هوا و آب تشکیل می‌شود. از دیدگاه مهندسی، خاک، ماده‌ای است که به عنوان مصالح در ساخت سازه‌ها یا به عنوان فونداسیون (پایین‌ترین بخش) سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در واقع خاک، یک ماده تحکیم نیافته است که از ذرات جامد می‌شود. به دلیل تحکیم‌نیافته بودن خاک، بین ذرات تشکیل‌دهنده آن فضای خالی وجود دارد. این فضای خالی یا حفره‌ها، توسط آب، هوا یا هر دو پر می‌شوند.
خاک چگونه تشکیل می‌شود؟
خاک‌ها، معمولا بر اثر هوازدگی و فرسایش سنگ به وجود می‌آیند. در طی فرآیند هوازدگی (فیزیکی، شیمیایی، زیستی)، انواع مختلف سنگ (آذرین، دگرگونی، رسوبی) به ذرات کوچک‌تر تبدیل می‌شوند.
علاوه بر هوازدگی، فعالیت‌های انسانی نظیر حفاری، انفجار یا باطله‌برداری نیز می‌تواند باعث تشکیل خاک شوند.
- هوازدگی فیزیکی: سایش، اثرات دمایی، چرخه ذوب و انجماد آب‌های موجود در ناپیوستگی‌ها، باران، باد، ضربه و غیره
- هوازدگی شیمیایی: هیدراتاسیون، کربناتاسیون، اکسیداسیون، حل و آبکافت مواد تشکیل‌دهنده سنگ
- هوازدگی زیستی: تخریب سنگ بر اثر فعالیت گیاهان و حیوانات
به طور کلی پنج عامل زیر بر روی تشکیل خاک‌ها تاثیرگذار هستند:
- مواد منشا: کانی‌های تشکیل‌دهنده
- مواد آلی زنده: مواد موثر بر نحوه تشکیل
- شرایط اقلیمی: پارامترهای موثر بر هوازدگی و تجزیه مواد آلی
- توپوگرافی: عامل موثر بر زهکشی، فرسایش و تجزیه
- زمان: عامل موثر بر تغییر خواص خاک
افق خاک چیست؟
«افق خاک» (Soil Horizon)، لایه‌ای موازی با سطح زمین است که خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی آن با لایه‌های بالایی و پایینی تفاوت دارد. در اکثر موارد، افق خاک، توسط ویژگی‌های فیزیکی مانند رنگ و بافت تعریف می‌شود.
در استانداردهای مختلف، برای لایه‌ها و افق‌های خاک از حروف مخصوص استفاده می‌کنند. حروف و تعریف افق‌های اصلی عبارت هستند از:
- O: مواد خاکی آلی (غیر آبی)
- A: ساختار سطحی شامل کانی‌ها به همراه تجمع مواد آلی (گیاه‌خاک)
- E: کانی‌ها به همراه کاهش مقداری از آهن، آلومینیوم و مواد آلی
- B: ساختار خاک زیرسطحی شامل تجمع رس، آهن، آلومینیوم، سیلیسیوم، گیاه‌خاک، کلسیم کربنات، کلسیم سولفات به همراه کاهش کلسیم کربنات، تجمع سسکی اکسیدها
- C: ساختار زیرلایه یا بستر نرم با خاک‌زایی کم یا بدون خاک‌زایی و مواد خاکی تحکیم‌نشده
- L: مواد خاکی لیمنیک (رسوبات آبی)
- W: لایه‌ای از آب مایع یا یخ‌زده در میان یا زیر خاک
- R: سنگ بستر با مقاومت بالا