عوامل موثر بر روانگرایی خاک چه هستند ؟

از پارامترهای موثر بر روانگرایی خاک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • نوع و ترکیب خاک
  • ابعاد و توزیع دانه‌بندی
  • چگالی نسبی اولیه
  • خواص لرزه‌ای
  • محل زهکشی و ابعاد توده خاک
  • بار سرباره
  • نحوه تشکیل خاک
  • بازه زمانی تحت بار ثابت
  • میزان هوای داخل توده
  • تاریخچه کرنش‌های قبلی

 

تاثیر ترکیب توده خاک بر روی روانگراشیی

نوع خاک، یکی از مهم‌ترین عوامل موثر بر روانگرایی است. خاک‌های درشت‌دانه، مقاومت خوبی در برابر روانگرایی دارند. پلاستیسیته خاک نیز بر روی مقاومت در برابر روانگرایی تاثیر می‌گذارد. وجود روانگرایی در سیلت‌های غیر پلاستیک، اثباتی بر این مدعا است. محتوای ذرات ریزدانه یا نرمه، محتوای آب و حدود اتربرگ (حد مایع و شاخص روانی حد مایع)، از دیگر پارامترهای تاثیرگذار بر روی این پدیده هستند. بر اساس یک تحقیق، اگر یک خاک، چهار معیار زیر را داشته باشد، روانگرا خواهد بود:

 

  • ذرات کوچک‌تر از ۰/۰۰۵ میلی‌متر < ۱۵ درصد
  • حد مایع (LL) < ۳۵ درصد
  • محتوای آب طبیعی > ۰/۹
  • شاخص روانی حد مایع < ۰/۷۵

 

تاثیر دانه بندی خاک بر روی روانگرایی

اصطکاک بین ذرات، منشا مقاومت در برابر تغییر شکل خاک‌های مستعد روانگرایی است. در صورت ثابت بودن پارامترهایی نظیر شکل ذرات، ضریب یکنواختی و چگالی نسبی، با کاهش ابعاد ذرات، مقاومت اصطکاکی خاک‌های بدون چسبندگی کاهش می‌یابد. به همین دلیل، خاک‌های خوب‌دانه‌بندی شده، استعداد روانگرایی کمتری نسبت به خاک‌های بددانه‌بندی شده دارند.

 

تاثیر چگالی نسبی بر روی روانگرایی

نسبت تخلخل اصلی یا چگالی نسبی خاک، مهم‌ترین عامل موثر بر روی روانگرایی است. روانگرایی، معمولا در ماسه‌های سیلتی و ماسه‌های تمیز اشباع با چگالی نسبی کمتر از ۵۰ درصد رخ می‌دهد.

 

تاثیر مشخصات بارگذاری زلزله بر روی روانگرایی

شدت و فرکانس تنش‌های و کرنش‌های ناشی از زلزله، استعداد روانگرایی خاک‌های بدون چسبندگی را مشخص می‌کند. این عوامل به شدت، فرکانس طبیعی و مدت زمان لرزش زمین بستگی دارند.

 

تاثیر نسبت بیش تحکیم و تنش موثر عمودی بر روی روانگرایی

با افزایش تنش موثر عمودی، ظرفیت باربری و مقاومت برشی خاک نیز افزایش می‌یابد. به این ترتیب، بالا بودن تنش موثر عمودی، تنش برشی مورد نیاز برای روانگرایی را کاهش می‌دهد. در ماسه‌های اشباع شده با عمق بیشتر از ۱۵ تا ۲۰ متر، امکان رخ دادن روانگرایی وجود ندارد.

 

تاثیر سن و منشا خاک بر روی روانگرایی

به طور کلی، خاک‌های سست، منشا طبیعی و رودخانه‌ای (رسوبی) دارند. این خاک‌ها، جوان، کم عمق و عاری از مقاومت اضافی ناشی از فرآیند سیمانی‌شدن و افزایش عمر هستند. از این‌رو، پتانسیل روانگرایی در آن‌ها بیشتر از خاک‌های مسن است.

 

تاثیر تاریخچه کرنش لرزه ای بر روی روانگرایی

کرنش‌های لرزه‌ای، تاثیر قابل توجهی بر روی مقاومت خاک در برابر روانگرایی دارند. اگر خاک، پیش از این در معرض بارهای لرزه‌ای قرار گرفته باشد، مقاومت آن در برابر فشار آب منفذی در طی زمان بیشتر می‌شود. در صورت پایین بودن سطح کرنش‌های لرزه‌ای گذشته، افزایش چگالی و توزیع محتوای آب در توده خاک به طور یکنواخت نخواهد بود. به عبارت دیگر، روانگرایی به صورت ناقص رخ خواهد داد. از این‌رو، هنگام رخ دادن کامل روانگرایی، یک ناحیه ضعیف در خاک به وجود می‌آید.

 

تاثیر درصد اشباع بر روی روانگرایی

به طور کلی، روانگرایی با درصد اشباع، رابطه عکس دارد. روانگرایی در خاک‌های خشک رخ نمی‌دهد. خاک‌های ماسه‌ای با درصد اشباع جزئی، از پتانسیل پایینی برای روانگرایی برخوردار هستند. روانگرایی در این ماسه‌ها، تنها زمانی رخ می‌دهد که تحت بارهای لرزه‌ای شدید و طولانی مدت قرار گیرند.

 

تاثیر ضخامت خاک بر روی روانگرایی

هر چه لایه مستعد روانگرایی ضخیم‌تر باشد، اثرات مخرب روانگرایی بر روی سطح زمین بیشتر خواهد بود. افزایش ضخامت خاک، فشار بالاآمدگی و حجم آب آزاد شده را افزایش می‌دهد. به این ترتیب، گسیختگی زمین و پدیده‌هایی نظیر جوشش شن و شکاف‌خوردگی اتفاق می‌افتد.

 

تاثیر تاریخچه کرنش بر روی روانگرایی

کرنش‌هایی که توده خاک در طی سال‌های گذشته متحمل شده است، تاثیری بر روی چگالی آن ندارند. اگرچه، این کرنش‌ها، تنش‌های عامل روانگرایی را به اندازه ۱/۵ برابر افزایش می‌دهند.