روانگرایی خاک – علل، عوارض و انواع

در ادامه به مبحث روانگرایی خاک – علل، عوارض و انواع میپردازیم. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوفیزیک، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ، مطالعات الکترومغناطیس , مطالعات ژئوتکنيک ، آزمایشات درون چاهی ،‌ آزمایش مگنتومتری با شرکت آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

روانگرایی خاک – علل، عوارض و انواع

روانگرایی خاک پدیده ای است که در آن خاک در اثر تنش های خارجی استحکام خود را از دست می دهد. خاک تا حدی اشباع یا اشباع در اثر رخدادهای لرزه ای استحکام و استحکام خود را از دست می دهد.

در نتیجه، بار روی آن را پشتیبانی نمی کند. خاک مانند یک مایع رفتار می کند، از این رو به آن روانگرایی خاک می گویند. روان سازی خاک فرآیندی نامطمئن است که باعث تلفات جانی و مالی می شود.

چرا خاک مایع می شود؟

توده خاک از ذرات خاک و فضاهای خالی تشکیل شده است. در شرایط عادی، ذرات خاک در کنار هم جمع می شوند. ساختار فشرده خاک بار را بین ذرات توزیع می کند.

در خاک اشباع شده، آب فضای خالی را پر می کند و فضایی برای هوا باقی نمی گذارد. تحت تنش اعمال شده خارجی، آب خالی فشار را در آن ایجاد می کند. به فشار آب منفذی معروف است.

فشار آب منفذی بار اعمال شده خارجی را با ذرات خاک تقسیم می کند. تنش موثر اندازه گیری تنش مشترک ذرات خاک است.

در برخی شرایط، فشار آب منفذی به قدری افزایش می یابد که نیروی خارجی به طور مساوی بین آب منفذی و ذرات خاک توزیع می شود. در این حالت استرس موثر به صفر می رسد.

زمین لرزه زمین را تکان می دهد که ساختار فشرده خاک را مختل می کند. اعمال بار ناگهانی (یا تکان دادن) فشار بیش از حد آب منفذی را ایجاد می کند که ذرات خاک را از یکدیگر جدا می کند. در این حالت خاک استحکام خود را از دست می دهد و سفتی خاک به صفر می رسد. مانند یک مایع رفتار می کند.

همین پدیده در سد کالاوراس که آلن هازن آن را مطالعه کرده بود، رخ داده بود. حرکت مواد خاکریزی سد، فشار منفذی را در یک نقطه انباشته کرد.

از این رو، ایجاد یک واکنش زنجیره ای که باعث شکست سد شد. بارگذاری سریع، انفجار، شناورسازی ارتعاشی و تراکم دینامیکی نیز می تواند باعث روان شدن خاک شود.

کدام نوع خاک مستعد روان شدن است؟

خاک شنی بیشتر از خاک رس در معرض روان شدن است. خاک شنی انسجام بین ذرات کمتری دارد یا اصلاً وجود ندارد. همچنین، ماسه دارای اندازه ذرات بزرگ تری است که در مقایسه با خاک ریزدانه، درجه تراکم کمتری را ارائه می دهد. بنابراین، آنها به راحتی مایع می شوند.

خاکهای سست فشرده نیز به راحتی قابل سیال شدن هستند. تعداد فضاهای خالی بیشتر است و ذرات خاک تماس کمتری بین آنها دارند. اندازه ذرات بزرگتر و ساختارهای بسته بندی شده هر دو نفوذپذیری بالاتری را ایجاد می کنند.

برای نتیجه گیری دلایل روانگرایی، بدیهی است که به صورت ترکیبی از عوامل متعدد رخ می دهد. فاکتورها درجه تراکم، سطح اشباع و اندازه ذرات هستند.

انواع روان سازی خاک

1. روان شدن جریان

روانگرایی جریان پدیده ای از اختلال تعادل استاتیکی است که در اثر بار خارجی ایجاد می شود. محرک اولیه نسبتاً کوچک است، اما به رویداد قوی‌تری تبدیل می‌شود که از پیوند بین ذره‌ای پیشی می‌گیرد.

پس از شروع پدیده، خاک استحکام برشی ندارد و مانند یک مایع غلیظ رفتار می کند. روانگرایی جریان با حرکات بزرگ و سریع قابل شناسایی است.

حرکت زمین منجر به شکست ظرفیت باربری می شود. سازه تحت تأثیر روانگرایی جریان ممکن است کج یا واژگون شود. از لحاظ تاریخی، مشاهده شده است که جریان زیادی از روانگرایی خاک با حرکت سریع صورت می گیرد.

2. مایع سازی چرخه ای

بارگذاری چرخه ای باعث روان شدن خاک می شود. این پدیده در خاک هایی که تنش برشی کمتری نسبت به مقاومت برشی خاک دارند، ایجاد می شود.

تغییر شکل ها در روانگرایی چرخه ای در جهت جانبی است. تغییر شکل های جانبی معمولاً در جاده ها، رودخانه ها و دریاچه ها مشاهده می شود.

میزان روانگرایی چرخه ای به دوره اعمال بار بستگی دارد. فشار آب منفذی ایجاد شده در خاک به آرامی کاهش می یابد. بنابراین، تغییر شکل ها بزرگ هستند.

تخمین امکان روانگرایی خاک

برآورد عوامل زیر را در نظر می گیرد.

• نوع خاک.
• اندازه ذرات خاک
• سطح اشباع آب
• درجه فشردگی خاک.
• فعالیت لرزه ای در منطقه
• داده های تاریخی منطقه برای روانگرایی.

تخمین روانگرایی خاک بر اساس ضریب ایمنی در برابر روانگرایی است. این عامل بارگذاری زلزله و مقاومت خاک در برابر روانگرایی را در نظر می گیرد.

• FSL = CRR/CSR

که در آن CRR به معنای نسبت مقاومت چرخه ای و CSR نسبت تنش چرخه ای است.

اگر FSL کوچکتر از یک باشد، خاک مستعد روانگرایی است.

اثرات روانگرایی خاک

روان شدن خاک اثرات مخربی بر ساختمان ها و تأسیسات دارد. سازه ای که بر روی خاک مایع ساخته می شود ممکن است با نشست پی، ترک، شیب و واژگونی مواجه شود. برخی از اثرات عمده روانگرایی خاک به شرح زیر است.

1. خرابی ساختمان

فونداسیون ساختمان بر اساس ظرفیت باربری خاک طراحی شده است. در روانگرایی خاک، ظرفیت باربری خاک به صفر می رسد.

در نتیجه، ساختمان در زمین می نشیند. همچنین ممکن است کج یا واژگون شود. نشست دیفرانسیل پی نیز می تواند باعث ایجاد ترک در سازه شود.

2. ترک پایه

نشست ناهموار یک پایه قایق ممکن است به آن آسیب برساند. ترک های فونداسیون برای ایمنی سازه خطرناک هستند. فونداسیون ترک خورده نمی تواند بار را به طور یکنواخت روی زمین توزیع کند.

3. فرسایش شیب

روانگرایی شیب های خاک را از بین می برد. خاک به سمت پایین جریان می یابد و در زمین صاف می نشیند. خاک لغزنده باعث ایجاد شکاف بزرگ در شیب ها می شود. شکست شیب یک تهدید بالقوه برای سازه های مجاور و تاسیسات است.

4. خرابی دیوار حائل

دیوار حائل در اثر لغزش، کج شدن یا واژگونی از بین می‌رود. خاک مایع شده نیروی اضافی بر دیوار حائل وارد می کند و از این رو ممکن است باعث شکست دیوار شود.

خدمات شرکت ژئوفیزیک مانند: مطالعات ژئوفیزیک ، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس ، مطالعات ژئوتکنيک ، آزمایشات درون چاهی ، مطالعات الکترومغناطیس – آزمایش مگنتومتری

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوفیزیک ، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری ، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس، آزمایش مگنتومتری با شرکت آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

اینستاگرام آسیا ژئوفیزیک

مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات لرزه نگاری – مطالعات GPR ، سونداژ – مطالعات ژئوتکنيک – آزمایشات درون چاهی – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – اکتشاف آب – مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوفیزیک – مطالعات GPR – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات الکترومغناطیس -مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوتکنيک- مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوفیزیک- اکتشاف آب آزمایش مگنتومتری – آزمایش دانهول – آزمایشات درون چاهی – آزمایش دانهول

شماره تماس: 09123533974