طبقه‌بندی خاک، روشی برای دسته‌بندی انواع خاک بر اساس خصوصیات و کاربری است. طبقه‌بندی در مکانیک خاک معمولا بر اساس خصوصیات مکانیکی مرتبط با فونداسیون و مصالح ساختمانی انجام می‌شود. سیستم‌های طبقه‌بندی جدید، امکان پیش‌بینی رفتار و خصوصیات مکانیکی را فراهم می‌کنند. از پرکاربردترین سیستم‌های طبقه‌بندی خاک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستم طبقه‌بندی اداره کشاورزی ایالات متحده (USDA)
- سیستم طبقه‌بندی آشتو (AASHTO): مناسب برای پروژه‌های راه‌سازی
- سیستم طبقه‌بندی متحد (USCS): مناسب برای پروژه‌های ژئوتکنیکی
طبقه‌بندی متحد به عنوان پرکاربردترین سیستم مورد استفاده در مهندسی ژئوتکنیک شناخته می‌شود. این سیستم، نوع و کیفیت دانه‌بندی خاک را مطابق با استاندارد ASTM D-2487 به پنج گروه شن، ماسه، لای، رس و آلی با دانه‌بندی خوب یا بد و خاصیت خمیری زیاد یا کم تقسیم می‌کند. سیستم USCS برای اکثر مواد تحکیم نشده قابل استفاده است. هر خاک در این سیستم توسط دو حرف نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال، GW، معرف گروه خاک‌های خوب دانه‌بندی شده با ابعاد شن است.
مشخصات خاک چه هستند؟
مشخصات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی، پارامترهای مورد بررسی در مکانیک خاک هستند. آشنایی با این مشخصات، زمینه مناسبی را برای درک بهتر اصول مکانیک خاک فراهم می‌کند.
البته تمرکز مکانیک خاک عمدتا بر روی خواص مکانیکی نظیر مقاومت برشی، ظرفیت باربری، نفوذپذیری و غیره است. با این وجود، این پارامترها نیز از مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک نشات می‌گیرند.
مشخصات شیمیایی خاک کدام هستند؟
مشخصات شیمیایی خاک به ترکیب سنگ مبدا و نحوه تشکیل آن بستگی دارند. به طور کلی، میزان رس سیلیکاته و PH را می‌توان به عنوان مهم‌ترین خواص شیمیایی در مکانیک خاک در نظر گرفت.
- رس سیلیکاته: رس‌های سیسلکاته، ذرات ریزی از جنس کانی سیلیس با سختی بالا هستند. درصد حضور رس سیسلیکاته در ترکیب خاک بر روی واکنش‌پذیری و سازگاری آن با افزودنی‌ها و مصالح ساختمانی تاثیر می‌گذارد. به علاوه، این ویژگی برای پایدرای توده خاک نیز مهم است.
- PH: معیاری برای تعیین میزان اسیدی یا بازی بودن خاک است. این ویژگی، بر روی مقاومت برشی و دوام سازه‌های خاکی تاثیر می‌گذارد.
مشخصات فیزیکی خاک کدام هستند؟
از مشخصات فیزیکی مهم در مکانیک خاک می‌توان به دانه‌بندی، وزن مخصوص، تخلخل، روانی، بافت و ساختمان اشاره کرد:
- «روانی» (Consistency): مقاومت خاک در برابر تنش با توجه به میزان رطوبت موجود در آن را توصیف می‌کند. به طور کلی روانی خاک، دارای چهار حالت مایع، خمیری، نیمه جامد و جامد است.
- «بافت» (Texture): نسبت ماسه، لای و رس در ترکیب خاک را نمایش می‌دهد. بافت بر روی روانی، رطوبت، هوای قابل ذخیره، نفوذپذیری و دیگر ویژگی‌های خاک تاثیرگذار است. این ویژگی، مبنای طبقه‌بندی خاک در بسیاری از سیستم‌های بین‌المللی است.
- «ساختمان» (Structure): نحوه قرارگیری ذرات ریز و درشت در کنار یکدیگر را توصیف می‌کند. ساختمان خاک، از عوامل موثر در مقاومت برشی، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی است.
علاوه بر این موارد، رنگ خاک نیز به عنوان یکی از ویژگی‌های فیزیکی آن به شمار می‌رود. با این وجود، این ویژگی تاثیری بر روی رفتار مکانیکی خاک ندارد. تنها مزیت بررسی رنگ، فراهم کردن یک دید کلی از ترکیبات و شرایط فعلی خاک است.