مکانیک خاک
مکانیک خاک یکی از گرایش‌های مهندسی عمران است که به مطالعه رفتار خاک در شرایط بارگذاری مختلف می‌پردازد. این گرایش با عنوان مهندسی ژئوتکنیک (خاک و پی) شناخته می‌شود.
مهندس ژئوتکنیک با بهره‌گیری از روابط ریاضی و اصول مکانیک خاک، رفتار محیط خاکی را تحلیل و المان‌های سازه را طراحی می‌کند. مکانیک خاک، یکی از دروس تخصصی و از عنوان‌های مهم در کتاب های مهندسی عمران است.
کاربرد مکانیک خاک چیست؟
هدف مهندسی عمران و گرایش‌های آن، ایجاد زیرساخت‌هایی نظیر ساختمان، راه، راه‌آهن، پل، سد، تونل، کانال، فرودگاه و غیره است. تمام این سازه‌ها به نوعی با خاک در ارتباط هستند.
از این‌رو، اطمینان از عملکرد مناسب، عدم تخریب، بهسازی و به طور کلی ایمنی این سازه‌ها، وظیفه‌ای است که برعهده مهندس ژئوتکنیک و علم مکانیک خاک قرار دارد.
خاک در سازه‌های زیرزمینی (تونل، کانال) به عنوان محیط ساخت، در اکثر سازه‌های سطحی (سد، پل، ساختمان، راه‌آهن، فرودگاه) به عنوان فونداسیون و در برخی از سازه‌ها (سد، ساختمان) به عنوان مصالح، مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، عملکرد خاک به عنوان تکیه‌گاه و خاکریز نیز از اهمیت زیادی در مهندسی پل و راه‌سازی برخوردار است.
خاک چیست؟
خاک، لایه بالایی سطح زمین است که در اثر عوامل طبیعی نظیر هوازدگی فیزیکی (باد، باران، تغییرات دمایی)، شیمیایی (هیدراتاسیون، کربناتاسیون، اکسیداسیون) و زیستی (فعالیت گیاهان و حیوانات) یا عوامل مصنوعی مانند حفاری و انفجار سنگ تشکیل می‌شود.
انواع خاک چه هستند؟
خاک بر اساس ابعاد ذرات تشکیل دهنده به چهار نوع شن (خاک‌های درشت‌دانه)، ماسه (خاک‌های ریزدانه)، لای و رس تقسیم می‌شود.
طبق یک دسته‌بندی کلی، ابعاد هر یک از این خاک‌ها به صورت زیر است:
- شن: ذراتی با ابعاد 2 تا 63 میلی‌متر
- ماسه: ذراتی با ابعاد 0.063 تا 2 میلی‌متر
- لای یا سیلت: ذراتی با ابعاد 0.002 تا 0.063 میلی‌متر
- رس: ذراتی کوچک‌تر از 0.002 میلی‌متر
در مکانیک خاک ابعاد ذرات به عنوان معیاری برای تشخیص اولیه خصوصیات مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.